在氧气环境中对Cu薄膜进行在现场的温度依赖的板材阻力研究,用于异质集成
Vijay D Chavan1, Honggyun Kim2, Kyeong-Keun Choi3
1Department of Electrical Engineering and Convergence Engineering for Intelligent Drone, Sejong University, Seoul 05006, Republic of Korea.
Nanotechnology
|January 10, 2024
概括
- (Ni-B) 薄膜有效地防止铜 (Cu) 氧化,提高Cu-Cu结合的可靠性. Ni-B涂层显著降低了在高温下接触氧气的铜薄膜的电阻变化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面科学是一门学科.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 铜 (Cu) 氧化对Cu-Cu结合的性能和可靠性构成重大挑战.
- 需要有效的策略来控制和防止电子应用中的铜氧化.
研究的目的:
- 研究选择性沉积的- (Ni-B) 薄膜作为铜 (Cu) 薄膜的氧化屏障的有效性.
- 评估Ni-B涂层在不同温度和大气条件下对Cu薄膜的电电阻和氧化抵抗的影响.
主要方法:
- 在N2和O2环境中使用四点探针 (室温至400°C) 在现场依赖温度的电阻测量.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),聚焦离子束 (FIB),传输电子显微镜 (TEM),能量分散式X射线光谱 (EDX) 和二次离子质谱 (SIMS) 进行电阻变化和氧化屏障性能的表征.
主要成果:
- 没有Ni-B的铜膜在O2环境下在284°C时呈现出电阻的快速增加.
- 用大约50纳米Ni-B涂覆的铜膜显示电阻变化明显较低,表明有效阻断氧气扩散.
- Ni-B 薄膜作为强大的氧化屏障,在高温下保持底层Cu 薄膜的完整性.
结论:
- 选择性沉积Ni-B薄膜是一种可行的方法,可以防止铜氧化,并提高Cu-Cu粘合的可靠性.
- Ni-B涂层有效地抑制氧气的进入,从而提高铜互连的高温性能.
- 这种方法对微电子和依赖于Cu-Cu互连的先进包装技术的进步具有前景.
