haku: @keyword huokoisuus / yhteensä: 17
viite: 2 / 17
| Tekijä: | Mäntyoja, Nikolai |
| Työn nimi: | Evaluation of Characterization Methods for Cu-Sn Micro-Connects |
| Kupari-tina mikroliitosten karakterisointimenetelmät | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (9) + 105 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Sähkötekniikan korkeakoulu |
| Oppiaine: | Elektroniikka ja sovellukset (S3007) |
| Valvoja: | Paulasto-Kröckel, Mervi |
| Ohjaaja: | Broas, Mikael |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201603291548 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 3568 | Arkisto |
| Avainsanat: | micro-Connect Kirkendall voids impurities TEM FIB voiding mikroliitokset huokoisuus epäpuhtaudet Kirkendall-aukot |
| Tiivistelmä (fin): | Mikroelektroniikkateollisuus pyrkii jatkuvasti pienentämään laitekokoa. Paketointitasolla tämä tarkoittaa sitä, että sirujen välisten liitosten kokoluokka on siirtymässä kohti mikroliitoksia, jotka saattavat aiheuttaa uusia luotettavuusongelmia. Kirkendall-aukot ovat yksi syy kyseisiin luotettavuusongelmiin ja aukkojen alkuperä on vielä tuntematon. Sen lisäksi, mikroliitosten ja Kirkendall aukkojen karakterisointiin käytetään toisistaan poikkeavia menetelmiä eikä sopivista metodeista ole vielä yhteisymmärrystä. Tämä diplomityö tarkastelee kupari-tina mikroliitoksien mikrorakenteen ja epäpuhtauksien analysointiin käytettyjä menetelmiä. Tarkasteltavat menetelmät ovat Auger elektronispektroskopia (AES), epäelastinen elektronisironta (EELS), energiadispersiivinen röntgenspektroskopia (EDX), röntgenfotoelektronispektroskopia (XPS), sekundääri ionimassaspektroskopia (SIMS), Rutherford-takaisinsirontaspektroskopia (RBS), rekyylispektrometria (ERDA), läpäisyelektronimikroskopia (TEM), keskitetty ionisuihku (FIB) ja akustinen mikroskopia (SAM). Esitellyistä menetelmistä kokeellisessa osiossa käytettiin EDX:ää, FIB:ä, SAM:a ja (S)TEM:ä. Tässä diplomityössä on mitattu ensimmäistä kertaa epäpuhtauksia Kirkendall-aukkojen sisältä. Mittauksista saatiin selville, että hehkutettujen kupari-tina -näytteiden Kirkendall-aukot sisälsivät huomattavan määrän happea ja klooria. Raekokoa tarkasteltiin kiillottamalla näytteet FIB:llä ja soveltamalla ASTM:n raekoko -standardia. Työssä huomattiin, että raekoko ei kasvanut, jos näytteitä hehkutettiin 150 °C lämpötilassa. Tämä on myös ensimmäinen kerta, kun GHzSAM:a on käytetty Kirkendall-aukkojen tutkimiseen. Tulokset olivat lupaavia, mutta menetelmän alhainen sivuttaissuuntainen resoluutio on vielä rajoittava tekijä. |
| Tiivistelmä (eng): | The microelectronics industry constantly aspires to shrink the device features. At the package level, this implies a decrease in the interconnect size leading to small volume interconnections that are commonly called micro-connects. Smaller material volumes may give rise to new reliability challenges, such as open circuits, due to Kirkendall voiding. The root cause(s) for Kirkendall voiding is not yet clear and the methods for characterization are still varied. This thesis reviews techniques to characterize the microstructure and impurities in Cu-Sn micro-connects. The evaluated techniques are Auger Electron Spectroscopy (AES), Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS), Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), X-Ray Spectroscopy (XPS), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), Elastic Recoil Detection Analysis (EELS), Transmission Electron Microscopy (TEM), Focused Ion Beam (FIB), and Scanning Acoustic Microscopy (SAM). From the reviewed techniques, EDX, FIB, SAM, and TEM are used in the experimental section. For the first time, impurities are measured directly inside Kirkendall voids. It was discovered that the Kirkendall voids in annealed Cu-Sn samples contained a significant amount of chlorine and oxygen. The ASTM grain size counting method was applied to FIB-polished samples. It was observed that the grain size did not increase by annealing at 150 °C. Furthermore, for the first time, GHz-SAM was used to characterize Kirkendall voids. The technique is promising but it is still affected by the low lateral resolution. |
| ED: | 2016-04-17 |
INSSI tietueen numero: 53360
+ lisää koriin
INSSI