ガラス貫通ビア（TGV）用途におけるバイアス温度ストレス条件下でのガラスへのCu拡散
引用
Kim, H., Cai, L., Fahey, A., Vaddi, R., Zhu, B., & Mazumder, P. (2018). ガラス貫通ビア (TGV) 用途におけるバイアス温度ストレス条件下でのガラスへの Cu 拡散。Integrated Microsystems 。
キーワード
- 銅の拡散
- ガラス貫通ビア（TGV）
- バイアス温度ストレス (BTS)
- SG 3.4ガラス
- 拡散障壁
- 活性化エネルギー
- 電界
- SIMS（二次イオン質量分析法）
- アレニウスプロット
- 2.5D/3Dパッケージ
簡単な
この記事では、バイアス温度ストレス下の Corning SG 3.4 ガラスにおける銅の拡散を調査し、ガラス貫通ビア (TGV) アプリケーションに Cu 拡散バリアが必要かどうかを判断します。
まとめ
2018 年に Hoon Kim 氏らによって発表されたこの記事では、2.5D/3D 統合パッケージのガラス貫通ビア (TGV) アプリケーションで使用される材料である Corning SG 3.4 ガラスにおける銅 (Cu) の移動について調査しています。この研究では、これらのアプリケーションで電気的な短絡を防ぐために Cu 拡散バリアが必要かどうかを理解することに焦点を当てています。
この記事の重要なポイントは次のとおりです。
- Cu 拡散メカニズム:著者らは、ガラス内の Cu の移動は、熱拡散と印加電圧による電気ドリフトの両方によって起こると説明しています。著者らは、Cu 拡散は、他の Cu 原子との金属結合を切断し、次にガラス内の酸素との結合を切断するという 2 段階のプロセスであることを強調しています。
- 実験方法:研究者らは、最悪のシナリオをシミュレートするために、酸化 Cu を Cu イオンの供給源とする平面静電容量テスト構造を使用しました。研究者らは、さまざまな温度と電界でバイアス温度ストレス (BTS) テストを実行し、Cu の拡散を評価しました。
- 結果:結果は、Cu の拡散率が温度と印加電界の両方で増加することを示しており、熱的要因と電気的要因の両方の影響が確認されています。SG 3.4 ガラスにおける Cu 拡散の活性化エネルギーは 1.1eV であり、以前の研究で報告された熱 SiO2 と低誘電率誘電体の値の間にあることがわかりました。
- 実用的な意味:計算された拡散長に基づいて、著者らは、低電力デバイスや高電力 MEMS デバイスを含むほとんどの TGV アプリケーションでは Cu 拡散バリアは必要ない可能性があると結論付けました。
著者らの研究結果は、ガラスインターポーザーにおける Cu の挙動に関する貴重な洞察を提供し、将来の 2.5D/3D 集積回路の設計と製造に役立ちます。