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학술저널
저자정보
Haesung Park (Seoul National University of Science & Technology) Hankyeol Seo (Seoul National University of Science & Technology) Sarah Eunkyung Kim (Seoul National University of Science & Technology)
저널정보
대한금속·재료학회 Electronic Materials Letters Electronic Materials Letters Vol.17 No.5
발행연도
2021.9
수록면
392 - 398 (7page)
DOI
https://doi.org/10.1007/s13391-021-00299-4

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Cu?Cu bonding is a key process in fine pitch Cu interconnect in 3-dimenssional Si integration. Despite the excellent electricalproperty and pattern ability of Cu material, the Cu?Cu bonding process is affected by the high bonding temperature and easyoxidation. Thus, the ability to protect the copper surface in a reactive air environment is very important in Cu?Cu bonding,especially for die?to?wafer Cu bonding applications. We studied Cu?Cu bonding using a copper nitride nanolayer as anantioxidant passivation layer and investigated the stability of the copper nitride nanolayer over 7 days and its decompositioncapability across temperatures of up to 400 °C. We found that the copper nitride (Cu4N) nanolayer formed by two-step Ar/N2 plasma treatment protected the copper surface from further oxidation in the air, and that the energy required for thermaldecomposition of the copper nitride nanolayer in this study was about 29.6 kJ/mol. It can be seen that the bonding temperatureof Cu?Cu bonding can be sufficiently lowered by using a low?temperature decomposition property of copper nitride.
#3D packaging #Chip stacking #Cu bonding #Cu interconnect #Copper nitride #Passivation #Plasma treatment #Wafer bonding

목차

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참고문헌 (4)

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Shih-kang Lin / 2015 / Formation of Solid-Solution Cu-to-Cu Joints Using Ga Solder and Pt under Bump Metallurgy for Three-Dimensional Integrated Circuits / Electronic Materials Letters 11(4):687~694 google schola Myeong In Kim / 2021 / Die Attachment by Extremely Fast Pressure-Assisted Sintering of 200 nm Cu Particles / Electronic Materials Letters 17(3):286~291 dbpia Sung Yoon Kim / 2020 / Pressure-Assisted Sinter-Bonding Characteristics at 250 °C in Air Using Bimodal Ag-Coated Cu Particles / Electronic Materials Letters 16(3):293~298 dbpia Asisa Kumar Panigrahi / 2018 / Direct, CMOS In‑Line Process Flow Compatible, Sub 100 °C Cu–Cu Thermocompression Bonding Using Stress Engineering / Electronic Materials Letters 14(3):328~335 Crossref

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