基于铜的纳米材料用于微电子中的精密互连.
Ezer Castillo1, Michael Njuki1, Abdullah Faisal Pasha1
1Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, P.O. Box 6000 Binghamton, New York 13902-6000, USA.
Accounts of chemical research
|June 8, 2023
概括
纳米结构的铜膜使低温电子互连成为可能. 这种电化学方法为先进的包装制造出强大,可靠的Cu-Sn合金接头,性能优于传统方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 电子包装 电子包装
背景情况:
- 纳米结构的铜 (Cu) 材料为电子包装互连提供了更好的合规性和更低的烧结温度.
- 纳米孔Cu (np-Cu) 薄膜用于通过Cu-on-Cu粘接实现芯片与基板的互连.
- 现有的方法在实现最佳关节特性方面存在局限性.
研究的目的:
- 为了研究使用自支的np-Cu薄膜用于低温关节形成.
- 通过将锡 (Sn) 纳入np-Cu结构以进行增强的烧结,开发一种新的方法.
- 在降低的温度下,在Cu基板之间创建Cu-Sn金属间合金基的连接.
主要方法:
- 采用全电化学的自下而上的方法来进行Sn的结合.
- 采用了电脉冲涂层,以对np-Cu进行符合性涂层Sn,保持孔隙性.
- 对Cu6Sn5金属间化合物 (IMC) 形成的优化Cu/Sn原子比.
- 在压力下在200-300°C下烧结的纳米材料用于关节形成.
主要成果:
- 合成的纳米结构Cu-Sn薄膜具有保留的多孔性.
- 在烧结后实现了密集的Cu-Sn接头,具有最小的孔隙性.
- 在形成的关节中确定了主要的Cu3Sn IMC.
- 与纯粹的np-Cu接头相比,证明了结构一致性的提高.
结论:
- 开发了一种简单且具有成本效益的合成纳米结构Cu-Sn薄膜的方法.
- 验证了这些Cu-Sn纳米材料作为先进的互连材料的适用性.
- 突出了低温,高可靠性电子包装解决方案的潜力.
