退火工艺对硅通孔填充Cu微结构演化与胀出行为的影响

发布时间：2017-09-01 08:40

  本文关键词：退火工艺对硅通孔填充Cu微结构演化与胀出行为的影响

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【摘要】：采用不同电流密度和外加剂浓度将Cu电镀填充到硅通孔(TSV)制作晶圆试样,将试样置于Ar气环境内进行退火处理.观测了硅通孔填充Cu(TSV-Cu)的胀出量和界面完整性,分析了电镀参数对填充Cu微结构(晶粒尺寸)以及微结构对填充Cu退火胀出量的影响.结果表明,电流密度和外加剂浓度影响TSV-Cu的晶粒尺寸.电流密度越高,晶粒尺寸越小;外加剂浓度越高,晶粒尺寸越小,但其影响程度不如电流密度显著.退火后,Cu的晶粒尺寸变大,TSV-Cu发生胀出,胀出量与Cu晶粒尺寸具有正相关的关系.随着TSV-Cu的胀出,Cu-Si界面发生开裂,裂纹沿界面层中的Cu种子层内部延伸.
【作者单位】： 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院;
【关键词】： 硅通孔 电镀Cu 退火 微结构 胀出量
【基金】：国家自然科学基金资助项目11272018~~
【分类号】：TG156.2
【正文快照】： 硅通孔(through-silicon via,TSV)是3D-IC集成的重要技术[1,2].Cu因其具有优越的电性能(低阻抗、高导电率和低电迁移率)成为填充TSV的主流材料.近几年来,关于硅通孔填充Cu(简称为TSV-Cu)的力学行为[3,4]、微结构[5,6]和热机械可靠性[7,8]等的研究备受关注.由于TSV-Cu与其周围

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