유리 관통 비아(TGV) 응용 분야에 대한 바이어스 온도 응력 조건에서 유리로의 Cu 확산
소환
Kim, H., Cai, L., Fahey, A., Vaddi, R., Zhu, B., & Mazumder, P. (2018). 유리 관통 비아(TGV) 응용 분야에 대한 바이어스 온도 응력 조건에서 유리로 Cu가 확산됩니다. 통합 마이크로시스템 .
키워드
- 구리 확산
- 유리를 통한 비아(TGV)
- 바이어스 온도 스트레스(BTS)
- SG 3.4 유리
- 확산 장벽
- 활성화 에너지
- 전기장
- SIMS(2차 이온 질량 분석기)
- 아레니우스 플롯
- 2.5D/3D 패키징
짧은
이 기사에서는 TGV(Through Glass Via) 애플리케이션에 Cu 확산 장벽이 필요한지 여부를 결정하기 위해 바이어스 온도 응력 하에서 Corning SG 3.4 유리의 구리 확산을 조사합니다.
요약
Hoon Kim 외 연구진이 2018년에 발표한 기사에서는 2.5D/3D 통합 패키징을 위한 TGV(Through Glass Via) 애플리케이션에 사용되는 재료인 Corning SG 3.4 유리의 구리(Cu) 이동을 조사했습니다. 이 연구는 이러한 응용 분야에서 전기 단락을 방지하기 위해 Cu 확산 장벽이 필요한지 여부를 이해하는 데 중점을 둡니다.
기사의 주요 내용은 다음과 같습니다.
- Cu 확산 메커니즘: 저자는 유리 내 Cu 이동이 적용된 전압 하에서 열 확산과 전기 드리프트로 인해 발생한다고 설명합니다. 그들은 Cu 확산이 다른 Cu 원자와의 금속 결합을 끊고 유리 내의 산소와의 결합을 끊는 2단계 과정임을 강조합니다.
- 실험 방법론: 연구원들은 최악의 시나리오를 시뮬레이션하기 위해 산화된 Cu를 Cu 이온의 소스로 사용하는 평면 정전 용량 테스트 구조를 사용했습니다. 그들은 Cu 확산을 평가하기 위해 다양한 온도와 전기장에서 바이어스 온도 스트레스(BTS) 테스트를 수행했습니다.
- 연구 결과: 결과는 Cu 확산도가 온도와 인가된 전기장 모두에 따라 증가한다는 것을 보여주었으며, 이는 열적 요인과 전기적 요인 모두의 영향을 확인시켜 줍니다. 그들은 SG 3.4 유리에서 Cu 확산의 활성화 에너지가 1.1eV라는 것을 발견했는데, 이는 이전 연구에서 보고된 열 SiO2 값과 저유전율 유전체 값 사이에 해당합니다.
- 실제적 의미: 계산된 확산 길이를 기반으로 저자는 저전력 장치 및 고전력 MEMS 장치를 포함한 대부분의 TGV 응용 분야에 Cu 확산 장벽이 필요하지 않을 수 있다는 결론을 내렸습니다.
저자의 연구 결과는 유리 인터포저에서 Cu의 동작에 대한 귀중한 통찰력을 제공하여 미래의 2.5D/3D 집적 회로의 설계 및 제조를 안내합니다.