Spannungsinduzierte Lunkerbildung und Elektromigrationsanalyse von Cu-Cu-Bindungen

Face to Face Stacking auf Wafer to Wafer (WoW) kann für die Cu-Cu-Direktbonding-Verbindungen durchgeführt werden. Durch Cu-Bonden kann eine gute mechanische Festigkeit erreicht werden, um die Scherkräfte während des Ausdünnens aufrechtzuerhalten. Die Herstellung zuverlässiger Verbindungsstrukturen ist jedoch eine ständige Herausforderung. Spannungen resultieren aus der Ablagerung von Materialien, der Ungleichheit der thermischen Ausdehnung und der Elektromigration. Die Ablagerung von Materialien führt unweigerlich zu Spannungen. Die Materialien in den Verbindungsstrukturen, die als Leiter, Dielektrikum oder Barriere dienen, haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Die treibende Kraft ist die Spannung, die sich durch das Kornwachstum und den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) von Cu-Leiterbahnen und Dielektrika aufbaut. Der Hohlraum wird dann geschaffen, um die entstehenden Spannungen abzubauen. Auch die Elektromigration, die durch die Stromspannung verursacht wird, schafft einen Hohlraum. In diesem Projekt beschäftigte ich mich mit der spannungsinduzierten Hohlraumbildung und der Elektromigration von Cu-Cu-Direktbonding-Proben bei einer Bondtemperatur von 300°C.