인터커넥트를 통한 고급 유리 관통형 제조 및 특성화
소환
저자: Timothy Clingenpeel, Arian Rahimi, 황보세희, 윤용규, Aric Shorey
제목: 인터커넥트를 통한 첨단 관통 유리의 제작 및 특성화
컨퍼런스: 국제 마이크로전자공학 심포지엄(ISOM) 진행
연도: 2016
페이지 번호: 288-295
출판사: 국제 마이크로전자공학 조립 및 포장 협회(IMAPS)
키워드
- 유리 비아(TGV)를 통해
- 무선 주파수(RF) 애플리케이션
- 구리 도체
- 초격자 메타컨덕터/Cu/NiFe 초격자
- 코닝 SGW3
- 3D 인터포저/3D 인터커넥트
- 회로 모델
짧은
이 기사에서는 5G 통신과 같은 응용 분야에서 무선 주파수 손실을 줄이기 위해 Cu/NiFe 초격자 메타컨덕터를 사용하는 새로운 설계를 포함하여 TGV(Through Glass Via) 구조의 제조 공정과 전기적 특성을 소개합니다.
요약
이 기사에서는 5G와 같은 차세대 통신 애플리케이션에 사용하기 위해 구리 및 복합 도체를 사용하는 TGV(Through Glass Vias)의 제조 및 특성화를 소개합니다.
TGV는 TSV(Through Silicon Via)에 비해 유전 손실이 낮기 때문에 무선 주파수(RF) 응용 분야에서 특히 중요합니다. 순수 구리는 TGV 및 TSV 기술 모두에 사용되는 주요 도체입니다. 그러나 고주파수에서 구리의 낮은 전기 저항은 교류가 도체 표면에 흐르는 경향이 있는 표피 효과보다 중요합니다. 이 효과는 저항을 증가시키고 결과적으로 RF 시스템의 전력 소비를 증가시킵니다.
이 기사는 메타컨덕터, 특히 비강자성 금속과 강자성 금속이 교대로 적층되어 형성된 초격자 구조를 사용하여 RF 애플리케이션의 고주파수 전력 손실을 해결하는 연구에 중점을 두고 있습니다. 저자는 Cu/NiFe 초격자 메타컨덕터와 저손실 유리(Corning SGW3)를 사용하여 수정된 TGV를 개발했습니다. 목표는 유리 기판의 저손실 특성과 메타컨덕터의 저손실 특성을 결합하여 전력 효율이 높은 RF/마이크로파 시스템을 만드는 것입니다.
이 초격자 구조의 주요 이점 중 하나는 와전류 상쇄로 인해 특정 주파수에 대한 저항이 감소한다는 것입니다. 이 효과는 비강자성층과 강자성층의 투자율이 평균 0이 될 때 달성되며, 이는 유효 피부 깊이를 무한대로 설정합니다. 이 관계는 10쌍의 Cu/NiFe 층(150nm/25nm 두께의 Cu/NiFe)으로 구성된 150μm 폭 스택의 저항을 계산하여 설명되었으며, 피크 저항은 강자성 공명 주파수에 위치합니다.
저자는 115μm 두께의 유리 기판(Corning SGW3)에 대한 손상과 응력을 최소화하는 것의 중요성을 강조하면서 제조 공정을 자세히 설명합니다. 6 이 공정에는 양면 포토리소그래피, 도체층(구리 전용 및 초격자 구조)의 스퍼터 증착, 리프트오프 공정 등 여러 단계가 포함됩니다.
제작된 구조의 전기적 특성화는 300kHz ~ 20GHz의 주파수 범위를 갖는 2포트 벡터 네트워크 분석기를 사용하여 수행되었습니다. 결과는 TGV의 거동을 이해하기 위해 회로 모델을 사용하여 분석되었습니다. 개발된 모델은 측정 결과를 잘 표현했습니다. 그러나 저항의 일부 불일치가 나타났습니다. 저자는 이러한 불일치가 TGV-TGV 결합 및 TGV 내부 도체 두께의 변화와 같은 요인에 기인할 수 있다고 제안합니다.
전반적으로 이 기사는 고주파 응용 분야에 대한 TGV의 성능을 향상시키는 유망한 접근 방식을 제시합니다. 저자는 향후 작업이 TGV 측벽의 도체 코팅 적합성을 개선하기 위한 대체 증착 방법에 초점을 맞출 것이라고 강조합니다.