TSV (Through Silicon Via) Process

Bonding의 발전 방향

반도체 패키지 공정 중 Wafer간 또는 Chip간 연결 방식은 아래와 같이 3가지 有

1. Wire Bonding: Chip + Board을 금속 배선으로 연결

• 상대적으로 느린 속도
• Chip을 Board에 Wire로 하나하나 연결 필요

2. Flip Chip Bonding: Chip 바닥에 연결용 Bump 부착 후 바닥을 아래로 향하도록 다시 뒤집어 Board에 부착

• Chip이 Board에 직접 맞닿아 경로 단축 → 빠른 속도 구현 가능
• Board와 맞닿는 부위만 연결이 되어 단일 Chip이나 Chip을 수평으로 이어붙인 구조에서만 적용 가능

3. TSV (Trough Silicon Via): 여러겹 쌓인 Chip에 구멍을 뚫어 전류를 흐르게 함 → 수직 관통 전극

• 수직으로 빠르게 Data 이동 가능
• 전력 소모 감소 → 성능 향상
• Package Size 감소 → 두께 감소가 두드러짐

 

TSV 공정이란

• Wafer & Wafer or Chip & Chip을 쌓은 뒤 구멍을 뚫어 관통시키는 기술로 기존 Wire Bonding 기술을 대체함
• Silicon Wafer를 관통하는 미세 구멍 형성 → 구멍 내부에 전도성 물질을 충전시켜 Chip 내부에 직접적인 전기적 연결 통로를 확보하는 기술
• Chip vertical stacking + Wire bonding 시, 발생하는 접촉 불량 및 물리적 입출력 unit 개수의 제한 등 문제점 해결 가능

 

DOI: 10.23940/ijpe.19.01.p10.97106

• (a) Wire bonding circuit
• (b) Flip chip circuit
• (c) Wire bonding three-dimentional integrated circuit
• (d) TSV three-dimensional integrated circuit