- AutorIn
- Steffen Strehle
- Titel
- Cu(Ag)-Legierungsschichten als Werkstoff für Leiterbahnen höchstintegrierter Schaltkreise
- Untertitel
- Herstellung, Gefüge, thermomechanische Eigenschaften, Elektromigrationsresistenz
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:swb:14-1175691002696-74744
- Datum der Einreichung
- 27.06.2006
- Datum der Verteidigung
- 12.03.2007
- Abstract (DE)
- Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, Cu(Ag)-Dünnschichten als potentiellen Werkstoff für Leiterbahnen in der Mikroelektronik zu untersuchen. Für die Beurteilung dieses Materialsystems wurden vier Schwerpunkte bezüglich der Schichtcharakterisierung definiert: Herstellung, Gefüge, thermomechanische Eigenschaften, Elektromigrationsresistenz. Grundlage sämtlicher Untersuchungen ist eine geeignete Probenpräparation. In Anlehnung an Technologien, die zur Zeit bei der Herstellung von reinen Cu-Leiterbahnen Anwendung finden, erfolgte die Beschichtung der Cu(Ag)-Schichten (Dicke bis 1 µm) galvanisch aus einem schwefelsauren Elektrolyten unter Additiveinsatz auf thermisch oxidierten Siliziumwafern. Hierbei war nicht nur die Abscheidung von ganzflächigen Dünnschichten, sondern auch die Beschichtung auf strukturierte Substrate von Interesse. Die erzeugten Schichtproben werden in ihren Gefügeeigenschaften, vergleichend zu reinen Kupferschichten, charakterisiert. Hierzu zählen Korngrößen und -orientierungen, thermisches Gefügeverhalten, Einbau, Verteilung und Segregation von Silber und Fremdstoffen sowie die elektrischen Eigenschaften. Von grundsätzlicher Bedeutung für das Elektromigrationsverhalten und damit für die Zuverlässigkeit und das Leistungsvermögen sind die thermomechanischen Eigenschaften. Diese werden an ausgedehnten Schichten mit der Substratkrümmungsmessung bis zu Temperaturen von 500°C beschrieben. Die Diskussion des mechanischen Schichtverhaltens umfasst sowohl thermische als auch temporale Charakteristika. Die Untersuchungen geben einen Einblick in die wirkenden Mechanismen des Stofftransports und des Spannungsabbaus. Den Abschluss der Arbeit stellen erste Experimente zum Elektromigrationsverhalten der Cu(Ag)-Dünnschichten dar. Den Kern dieser Analysen bilden Messungen an sog. Blech-Strukturen (Materialdriftexperimente). Hierbei werden geeignete Technologien für die mikrotechnologische Herstellung von derartigen Cu(Ag)-Strukturen vorgestellt. Anhand erster Messungen wird das Elektromigrationsverhalten von Cu(Ag)-Metallisierungen in seinen Grundcharakteristika beschrieben.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Cu-Ag, Legierungsschicht, Kupfer-Silber, Leiterbahn, elektrochemische Abscheidung, Gefüge, Verunreinigungen, elektrische Eigenschaften, Substratkrümmung, Diffusion, Schichtspannung, Spannungsabbau, Elektromigration, Blech-Struktur
- Freie Schlagwörter (EN)
- Cu-Ag, alloy film, copper-silver, interconnect, electrochemical deposition, microstructure, impurities, electrical properties, substrate curvature, diffusion, film stress, stress relaxation, electromigration, Blech-Structure
- Klassifikation (DDC)
- 620
- Klassifikation (RVK)
- UP 7500
- Normschlagwörter (GND)
- VLSI, Integrierte Schaltung, Dünne Schicht, Kupferlegierung, Silberlegierung, Leiterbahn
- GutachterIn
- Prof. Dr. rer. nat. habil. Dr. h.c.mult. Klaus Wetzig
- Prof. Dr. rer. nat. Wieland Zahn
- Prof. Dr. rer. nat. Ralph Spolenak
- BetreuerIn
- Prof. Dr. rer. nat. habil. Dr. h.c.mult. Klaus Wetzig
- Verlag
- Technische Universität Dresden, Dresden
- Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Dresden
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:swb:14-1175691002696-74744
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 04.04.2007
- Dokumenttyp
- Dissertation
- Sprache des Dokumentes
- Deutsch
- Lizenz / Rechtehinweis