Ar/N2 2단계 플라즈마 처리에 따른 저온 Cu-Cu 직접 접합부의 정량적 계면접착에너지 평가 및 분석

최성훈; 박영배; 김가희; 서한결; 김사라은경

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최성훈 (안동대학교) 박영배 (안동대학교) 김가희 (안동대학교) 서한결 (서울과학기술대학교) 김사라은경 (서울과학기술대학교 나노IT디자인융합대학원)

저널정보: 한국마이크로전자및패키징학회 마이크로전자 및 패키징학회지 마이크로전자 및 패키징학회지 제28권 제2호

발행연도: 2021.1

수록면: 29 - 37 (9page)

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연구결과

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

3차원 칩 적층을 위한 Ar/N2 플라즈마 처리 조건에 따른 Cu-Cu 저온 직접접합부의 계면접착에너지에 관한 연구

최성훈 재료공학과 2022.01 학위논문

2021

Ar/N2 2단계 플라즈마 처리에 따른 저온 Cu-Cu 직접 접합부의 정량적 계면접착에너지 평가 및 분석

최성훈 , 박영배 , 김가희 외 2명 마이크로전자 및 패키징학회지 2021.01 학술저널

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3 차원 패키징을 위한 저온 Cu-Cu직접 접합부의 계면접착에너지를 향상시키기 위해 Cu박막 표면에 대한 Ar/ N2 2단계 플라즈마 처리 전, 후 Cu표면 및 접합계면에 대한 화학결합을 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 정량화한 결과, 2단계 플라즈마 처리로 인해 Cu표면에 Cu4N이 형성되어 Cu산화를 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 2단계 플라즈마 처리하지 않은 Cu-Cu시편은 표면 산화막의 영향으로 접합이 제대로 되지 않았으나 2단계 플라즈마 처리한 시편은 효과적인 표면 산화방지효과로 인해 양호한 Cu-Cu접합을 형성하였다. Cu-Cu직접접합 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam 시험방법 및 4점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험방법을통해 비교한 결과, 각각 1.63±0.24, 2.33±0.67 J/m2으로 4-PB 시험의 계면접착에너지가 더 크게 측정되었다. 이는 계면파괴역학의 위상각(phase angle)에 따른 계면접착에너지 증가 거동으로 설명할 수 있는데 즉, 4-PB의 계면균열선단 전단응력성분 증가로 인한 계면거칠기의 효과에 기인한 것으로 판단된다.

참고문헌 (36)

참고문헌 신청

E. Beyne / 2016 / The 3-D interconnect technology landscape / IEEE Design & Test 33(3):8

C. T. Ko / 2012 / Low temperature bonding technology for 3D integration / J. Microelectronics Reliability 52(2):302

S. E. Kim / 2015 / Wafer level Cu–Cu direct bonding for 3D integration / Microelectronic Eng. 137(2):158

C. Ko / 2012 / Low temperature bonding technology for 3D integration / Microelectron. Reliab. 52:302

A. K. Panigrahy / 2018 / Low Temperature Cu–Cu Bonding Technology in Three-Dimensional Integration : An Extensive Review / J. Electron. Packaging 140(1):010801

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