王薏茹

研究概述:

    近10年來半導體業的重大進展之一,是在IC晶片上以導電性較好的銅取代鋁做為導線。但是目前以電鍍法製作出來的銅導線都是多晶銅,晶粒之間有晶界,由於晶片上導線截面積非常小,電流密度很大,原子容易沿著晶界或表面擴散而破壞導線結構,因而縮短了「電遷移壽命」。

   現在的晶片都排列在同一平面上,若晶片相疊成為「3D晶片」,可以縮短導線長度、降低電阻而省電,並且增加訊號傳輸速度。但各層晶片間的銅導線必須垂直相連,不同層的銅導線以銲錫連接時會產生許多孔洞,也會降低電遷移壽命。

    傳統製程為避免3D晶片的多晶銅導線與銲錫間產生孔洞,會在銲接前先於銅導線末端鍍一層鎳,不僅增加製程複雜度,且提高了產品不良的風險。奈米雙晶銅則可直接與銲錫形成沒有孔洞的結構,節省時間及材料成本;本實驗旨在研究奈米雙晶銅在升溫過程中的熱應力變化,利用同步輻射光源進行XRD光譜分析,XMAS計算應力軟體,了解奈米雙晶銅金屬在加熱過程中的轉變機制,並利用ANSYS有限元素分析對樣品做模擬,觀測樣品微觀尺度的變化,進一步了解其細部結構的變化。

研究成果 - Trench奈米雙晶銅