TGV通孔镀膜解决方案

PVD种子层结构

• 粘附层

  • 钛、钽、铬：用于增强金属层（铜）与玻璃基板间的附着力（典型厚度5-20纳米）

  • 氮化钽/氮化钛：作为阻挡层防止铜迁移（典型厚度3-10纳米）

• 导电层（种子层）

  • 铜（100-500纳米）：为电镀工艺提供导电通路

  • 钌、钼（铜替代材料）：适用于高频场景，可降低信号损耗

PVD在TGV金属化中的重要性
PVD技术在TGV通孔金属化中具有关键作用，尤其在高深宽比通孔的种子层沉积环节。随着三维集成、射频器件和先进封装技术的发展，PVD技术将向更高均匀性、更低沉积温度和更优导电性的方向演进，进一步推动TGV技术在半导体与微系统领域的应用。

标准工艺流程

步骤一：前处理与清洁

• 对已完成打孔的玻璃基板进行超声清洗和等离子体刻蚀，彻底去除钻孔残留物和污染物，并活化玻璃表面。

步骤二：沉积粘附/阻挡层

• 目的：增强后续金属层与玻璃的附着力，并防止铜等金属离子向玻璃中扩散。

• 材料：Ti, Cr, Ta, TiN, TaN。

• 工艺：采用离子化PVD或反应溅射（对于氮化物），确保在孔内有均匀覆盖。

步骤三：沉积铜种子层

• 目的：为后续的电镀工序提供连续的导电通路。

• 材料：高纯度铜。

• 工艺：离子化PVD 是唯一推荐的选择。通过优化ICP功率、偏压等参数，在孔内壁和上下表面沉积一层均匀、致密、低电阻的铜薄膜。这层种子层的质量直接决定了后续电镀填充的成功与否。

步骤四：电镀填充

• PVD完成后，通过电化学电镀 将TGV孔完全填充实心铜。

步骤五：平坦化

• 使用化学机械抛光 去除表面的多余铜和种子层/阻挡层，实现表面平坦化，完成互连结构的制造。

优势与价值

• 实现高深宽比互连：离子化PVD技术克服了传统镀膜的技术瓶颈，使TGV技术可用于3D封装、射频模块等高端应用。

• 优异的电学性能：PVD制备的种子层致密、纯净，保证了最终互连的低电阻和高传输效率。

• 高可靠性：良好的附着力与台阶覆盖性，确保了互连结构在热循环等应力下的长期稳定。

• 工艺集成度高：可与现有半导体产线良好兼容。

应用领域

• 射频前端模块：如天线调谐器、滤波器、开关，利用玻璃的低损耗特性。

• 三维集成与先进封装：作为硅中介层的替代品，实现芯片间的高密度互连。

• MEMS封装：为MEMS器件提供气密性封装和电互连。

• 功率器件：用于GaN、SiC等宽禁带半导体的封装与互连。