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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 6/2019

19.02.2019

Effects of twin boundaries on the void formation in Cu-filled through silicon vias under thermal process

verfasst von: Xuewei Zhao, Limin Ma, Yishu Wang, Fu Guo

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 6/2019

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Abstract

We reported on the study of the thermal mechanical reliability of Cu-filled through silicon via (TSV) under 450 °C thermal loading. It was found that the voids could be generated at twin boundaries in TSV-Cu after thermal process. To study the mechanism of void formation at twin boundaries, the voided regions were characterized by focused ion beam—scanning electron microscope (FIB-SEM), the crystallographic orientation of Cu grains and the microstructure of twin boundaries was analyzed by means of electron backscattered diffraction (EBSD) and transmission electron microscope (TEM). Stress induced voids were considered to be generated at twin boundaries because of the stress concentration induced by three possible factors: crystallographic orientation differences of Cu grains near the twin boundary, interface decohesion of twin boundary and morphology of twin boundary.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat P. Kumar, I. Dutta, M.S. Bakir, J. Electron. Mater. 41, 322–335 (2012)CrossRef P. Kumar, I. Dutta, M.S. Bakir, J. Electron. Mater. 41, 322–335 (2012)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat P. Gondcharton, B. Imbert, L. Benaissa, F. Fournel, M. Verdier, J. Electron. Mater. 44, 4128–4133 (2015)CrossRef P. Gondcharton, B. Imbert, L. Benaissa, F. Fournel, M. Verdier, J. Electron. Mater. 44, 4128–4133 (2015)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat J.A. Nucci, R.R. Keller, D.P. Field, Y. ShachamDiamand, Appl. Phys. Lett. 70, 1242–1244 (1997)CrossRef J.A. Nucci, R.R. Keller, D.P. Field, Y. ShachamDiamand, Appl. Phys. Lett. 70, 1242–1244 (1997)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat H.-J. Lee, H.N. Han, S.H. Kang, J.-Y. Sun, K.H. Oh (ed.), 3D crystalline structures of stress induced voiding in Cu interconnects by focused ion beam and electron backscattered diffraction (IEEE, New Jersey, 2006) H.-J. Lee, H.N. Han, S.H. Kang, J.-Y. Sun, K.H. Oh (ed.), 3D crystalline structures of stress induced voiding in Cu interconnects by focused ion beam and electron backscattered diffraction (IEEE, New Jersey, 2006)
6.
Zurück zum Zitat H.-J. Lee, H.N. Han, J.-H. Kim, S.H. Kang, Y.–G. Cho, J.–Y. Sun, D.H. Ki, K.H. Oh, Appl. Phys. Lett. 92, 141917 (2008)CrossRef H.-J. Lee, H.N. Han, J.-H. Kim, S.H. Kang, Y.–G. Cho, J.–Y. Sun, D.H. Ki, K.H. Oh, Appl. Phys. Lett. 92, 141917 (2008)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat A. Sekiguchi, J. Koike, K. Maruyama, Mater. Trans. 43, 1633–1637 (2002)CrossRef A. Sekiguchi, J. Koike, K. Maruyama, Mater. Trans. 43, 1633–1637 (2002)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat C. Guedj, J.P. Barnes, A.M. Papon, Appl. Phys. Lett. 89, (2006) C. Guedj, J.P. Barnes, A.M. Papon, Appl. Phys. Lett. 89, (2006)
9.
Zurück zum Zitat C. Si, Q. Fei, A. Tong, C. Pei, Effect of Electroplating Parameter on the TSV-Cu Protrusion During Annealing, Electronic Components and Technology Conference (Singapore, SIN: IEEE, 2016), pp. 1599–1604 C. Si, Q. Fei, A. Tong, C. Pei, Effect of Electroplating Parameter on the TSV-Cu Protrusion During Annealing, Electronic Components and Technology Conference (Singapore, SIN: IEEE, 2016), pp. 1599–1604
10.
Zurück zum Zitat C. Okoro, J.W. Lau, F. Golshany, K. Hummler, Y.S. Obeng, IEEE Trans. Electron Devices 61, 15–22 (2014)CrossRef C. Okoro, J.W. Lau, F. Golshany, K. Hummler, Y.S. Obeng, IEEE Trans. Electron Devices 61, 15–22 (2014)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat C. Okoro, R. Labie, K. Vanstreels, A. Franquet, M. Gonzalez, B. Vandevelde, E. Beyne, D. Vandepitte, B. Verlinden, J. Mater. Sci. 46, 3868–3882 (2011)CrossRef C. Okoro, R. Labie, K. Vanstreels, A. Franquet, M. Gonzalez, B. Vandevelde, E. Beyne, D. Vandepitte, B. Verlinden, J. Mater. Sci. 46, 3868–3882 (2011)CrossRef
12.
13.
Zurück zum Zitat L. Xu, D. Xu, K.N. Tu, Y. Cai, N. Wang, P. Dixit, J.H. Pang, J. Miao, J. Appl. Phys. 104, 113717 (2008)CrossRef L. Xu, D. Xu, K.N. Tu, Y. Cai, N. Wang, P. Dixit, J.H. Pang, J. Miao, J. Appl. Phys. 104, 113717 (2008)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat E.A. Marquis, D.L. Medlin, F. Léonard, Acta Mater. 55, 5917–5923 (2007)CrossRef E.A. Marquis, D.L. Medlin, F. Léonard, Acta Mater. 55, 5917–5923 (2007)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat J. Wang, O. Anderoglu, J.P. Hirth, A. Misra, X. Zhang, Appl. Phys. Lett. 95, 021908 (2009)CrossRef J. Wang, O. Anderoglu, J.P. Hirth, A. Misra, X. Zhang, Appl. Phys. Lett. 95, 021908 (2009)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Z. Wu, Z. Huang, P.P. Conway, M. Yucheng, Effect of microstructure on thermal-mechanical stress in 3D copper TSV structures, Electronics Packaging Technology Conference (EPTC), 2011 IEEE 13th 2011), pp. 450–454 Z. Wu, Z. Huang, P.P. Conway, M. Yucheng, Effect of microstructure on thermal-mechanical stress in 3D copper TSV structures, Electronics Packaging Technology Conference (EPTC), 2011 IEEE 13th 2011), pp. 450–454
19.
Zurück zum Zitat A. Sekiguchi, J. Koike, K. Maruyama, Appl. Phys. Lett. 83, 1962–1964 (2003)CrossRef A. Sekiguchi, J. Koike, K. Maruyama, Appl. Phys. Lett. 83, 1962–1964 (2003)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat A. Sekiguchi, J. Koike, S. Kamiya, M. Saka, K. Maruyama, Appl. Phys. Lett. 79, 1264–1266 (2001)CrossRef A. Sekiguchi, J. Koike, S. Kamiya, M. Saka, K. Maruyama, Appl. Phys. Lett. 79, 1264–1266 (2001)CrossRef
21.
22.
23.
24.
Zurück zum Zitat M.W. Frank Ernst, A. Finnis, C. Koch, B. Schmidt, Straumal, W. Gust, Z. Metallkd. 87, 911–922 (1996) M.W. Frank Ernst, A. Finnis, C. Koch, B. Schmidt, Straumal, W. Gust, Z. Metallkd. 87, 911–922 (1996)
Metadaten
Titel
Effects of twin boundaries on the void formation in Cu-filled through silicon vias under thermal process
verfasst von
Xuewei Zhao
Limin Ma
Yishu Wang
Fu Guo
Publikationsdatum
19.02.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 6/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-00882-4

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