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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이연승
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 한밭대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
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휴대용 전자제품들의 소형화, 고기능화가 활발히 진행됨에 따라 기판에 보다 효과적으로 빈도체 소자를 패키징(packaging) 할 수 있는 전자 패키징 기술에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 현재 전자 패지징 기술은 기존에 2차원적으로 반도체 소자를 배열하는 2차원적 방식에서 3차원적으로 적층하는 TSV(Through Silicon via)방식으로 빠르게 변화하고 있는 추세이다.
TSV 기술을 이용한 신호 전달은 소자 내부의 최단거리를 통해 이루어지므로 전류와 신호의 손실이 적어 와이어 본딩에 비해 고주파 특성이 월등히 향상되며 I/O (input/output) 패드를 위한 별도의 공간이 필요하지 않으므로 패키지 사이즈를 최소화 시킬 수 있다. 하지만 TSV 방식의 via 충전 시 내부의 결함이 발생할 경우 비저항을 증가시켜 전기적 특성을 떨어트리고 소자의 물리적인 접촉불량 문제점을 발생시킬 수 있으므로 via 충전 방식은 매우 중요하다.
본 논문에서는 정전류 방식의 전기도금법을 이용한 via 구리충전 시 유기첨가제 조성과 전류 밀도 변화에 따른 via 내부의 구리의 성장거동을 파악하고 최적화시키기 위한 실험을 진행하였다.
실험조건은 Cu/TiN/Ti/TiN/Si 구조로 높은 종횡비(5:1, 6:1, 7:1)의 via를 이용하였으며 도금조는 전해액(40 g/L CuSO4·5H2O, 10 g/L H2SO4, 50 ppm HCl)과 유기첨가제를 첨가하여 준비하였다. 전극(anode)는 백금(Pt)을 사용하여 실험을 진행하였다. Via 충전 시 유기첨가제 중 가속제의 첨가량 변화와 전류밀도 변화에 따른 물리적 변화 및 특성을 관찰하기 위해 optical microscope, FE-SEM 등을 사용하여 분석하여 전기도금을 이용한 via 충전 시 유기첨가제와 전류밀도의 최적조건을 확인하였다.
전기도금 시 유기첨가제 중 가속제의 경우, 25 mg/L에서 50 mg/L로 증가시키고 전류밀도를 고전류 (50 mA/cm2)보다 저전류 (2.5 mA/cm2)를 이용할 경우 via 내부에 결함이 생기지 않는 최적조건이 형성되는 것을 확인하였다.
TSV 기술을 이용한 신호 전달은 소자 내부의 최단거리를 통해 이루어지므로 전류와 신호의 손실이 적어 와이어 본딩에 비해 고주파 특성이 월등히 향상되며 I/O (input/output) 패드를 위한 별도의 공간이 필요하지 않으므로 패키지 사이즈를 최소화 시킬 수 있다. 하지만 TSV 방식의 via 충전 시 내부의 결함이 발생할 경우 비저항을 증가시켜 전기적 특성을 떨어트리고 소자의 물리적인 접촉불량 문제점을 발생시킬 수 있으므로 via 충전 방식은 매우 중요하다.
본 논문에서는 정전류 방식의 전기도금법을 이용한 via 구리충전 시 유기첨가제 조성과 전류 밀도 변화에 따른 via 내부의 구리의 성장거동을 파악하고 최적화시키기 위한 실험을 진행하였다.
실험조건은 Cu/TiN/Ti/TiN/Si 구조로 높은 종횡비(5:1, 6:1, 7:1)의 via를 이용하였으며 도금조는 전해액(40 g/L CuSO4·5H2O, 10 g/L H2SO4, 50 ppm HCl)과 유기첨가제를 첨가하여 준비하였다. 전극(anode)는 백금(Pt)을 사용하여 실험을 진행하였다. Via 충전 시 유기첨가제 중 가속제의 첨가량 변화와 전류밀도 변화에 따른 물리적 변화 및 특성을 관찰하기 위해 optical microscope, FE-SEM 등을 사용하여 분석하여 전기도금을 이용한 via 충전 시 유기첨가제와 전류밀도의 최적조건을 확인하였다.
전기도금 시 유기첨가제 중 가속제의 경우, 25 mg/L에서 50 mg/L로 증가시키고 전류밀도를 고전류 (50 mA/cm2)보다 저전류 (2.5 mA/cm2)를 이용할 경우 via 내부에 결함이 생기지 않는 최적조건이 형성되는 것을 확인하였다.
목차
목 차I. 서 론 1II. 이론적 고찰 42.1 금속배선공정 42.2 TSV(Through Silicon Via)기술 52.3 전해도금 62.3.1 전해도금의 원리 62.3.2 전해액의 농도와 조성 102.3.3 전류 밀도의 영향 102.3.4 유기첨가제의 역할 12Ⅲ. 실험방법 143.1 시료 준비 143.2 전해도금 163.2.1 전해도금 시 전류밀도의 영향 203.2.2 전해도금 시 유기첨가제의 조성 변화의 영향 213.3 측정 및 특성 분석 223.3.1 시편연마(Polishing) 223.3.2 미세구조 24Ⅳ. 결과 및 토의 264.1 전기 도금 시 전류 밀도의 영향 264.1.1 고전류 밀도의 영향 264.1.2 저전류 밀도의 영향 294.2 전해도금 시 유기첨가제 중 가속제의 영향 414.2.1 SPS 25 mg/L 첨가 시 미치는 영향 414.2.2 SPS 50 mg/L 첨가 시 미치는 영향 43Ⅴ. 결 론 45참고문헌 46ABSTRACT 49Bibliograph 51
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