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在不同电流密度下的分阶段电沉积实验展示了动态的硅通孔
(TSV) 填充过程。通过控制外加电流密度，可以获得对应于
TSV填充结果的不同形貌。具体来说，低电流密度 (4 mA/
cm 2 ) 会导致接缝缺陷填充，中等电流密度 (7 mA/cm 2 ) 会导
致⽆缺陷填充，⽽⾼电流密度 (10 mA/cm 2 )) 导致空洞缺陷填
充。填充系数分析表明，电流密度对TSV填充模型的影响是
由添加剂和铜离⼦的消耗和扩散的耦合效应触发的。此外，
镀层的形态演变表明局部沉积速率受镀层⼏何特征的影响。
硅通孔 (TSV) 是⼀种很有前途的三维 (3D) 封装技术，具有
⾼性能、减小封装体积、低功耗和多功能等优点。在 TSV ⼯
艺中，通常使用铜电化学沉积 (ECD) 进⾏的通孔填充步骤占
总成本的近 40% 。作为 TSV 的核⼼和关键技术，以小化⼯
艺时间和成本的⽆缺陷填充备受关注。
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目前对TSV填充的研究主要集中在条件优化和填充机理上。
为了实现⽆缺陷的 TSV 填充，电镀溶液中的特定添加剂，即
氯离⼦、抑制剂和促进剂进⾏了深⼊研究 。与特定添加剂和
通孔结构相对应的佳电沉积参数已被⼴泛研究。. 在这些参
数中，电流密度对填充形态的影响尤为显着。尽管特定的添
加剂可以有效地实现⽆缺陷填充，但所需的步骤很复杂，沉
积速率低，相关成本⾼。为了克服添加剂辅助填充⽅法的缺
陷，⼴泛研究了脉冲电流、脉冲反向电流、周期性脉冲反向
电流和多步电流等电镀电流波形. 同时，已经引用了⼏种机制
来解释⽆缺陷填充过程，例如传统的流平模型、对流相关吸
附模型、时间相关传输-吸附模型和曲率增强加速器覆盖模
型。动态 TSV 填充对于 TSV 填充研究的各个⽅面都很重要。
它是优化条件的基础，反映了填充模型的机制。然⽽，现有
的研究只关注在特定时刻获得的填充结果。很少系统地研究
连续和全面的动态 TSV 填充过程。在这项研究中，我们通过
在不同电流密度下的分阶段电沉积实验证明了 TSV 动态填充
过程。获得了实现⽆缺陷填充的佳电流密度。讨论了电流
密度对填充模型的影响。此外，镀层的形态演变表明，局部
沉积速率受镀层⼏何特征的影响。
北京汐源科技有限公司
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