Cu-Pillars als Basis der 3D-Integration

08.10.2019

Auf dem Gebiet der Hochenergiephysik werden bisher hybride Pixeldetektoren verwendet, bei denen der Sensorbaustein von der Ausleseelektronik getrennt ist. Mit der technologischen Optimierung des Kontaktschichtsystems wird gegenwärtig eine auf die wesentlich höheren Anforderungen angepasste 3D-integration der Auswerteelektronik erarbeitet. Dies stellt eine Herausforderung an die Metallisierungs- und Montagetechnologien dar. Kupfer bietet als Basismetallisierung eine Vielfalt an weiteren Metallisierungsmöglichkeiten, die zur Prozessoptimierung des Thermokompressionsverfahrens notwendig sind.

Im Projekt “I2CON - Innovative Chip-to-Chip Interconnections für high-end Systemanforderungen” wurden Cu-Pillars mit verschiedenen Oberflächenveredelungen hergestellt. Die galvanische Abscheidung wurde soweit optimiert, dass eine Höhenuniformität der Cu-Pillars unter 5% auf einer Fläche von einigen Quadratzentimetern erreicht wurde. D.h. mehr als 25000 Cu-Pillars mit einem Durchmesser von 30 µm und einem Pitch von 60 µm besitzen am Ende der Prozessierung die gleiche Höhe von z.B. 12 µm. Dies ist die Basis der 3D-Integration der Auswerteelektronik an einem Pixeldetektor.