局部腐蚀

用于微电子应用的 ALD Al2O3 涂层铜局部腐蚀机理的电化学表征

目前，微电子设备中用于芯片到封装连接的最常用材料是铝（Al）焊盘和铜（Cu）线。然而，用于连接这些组件的引线键合工艺可能导致金属间化合物的形成，从而导致电化学腐蚀 [1 – 3] ，以及产生柯肯达尔空洞 [4,5] 。这些问题严重限制了微电子封装的长期可靠性。为了解决半导体行业对材料的成本效益、性能和可靠性的担忧。自 21 世纪初以来，人们定期评估铜焊盘上的铜线键合（Cu-to-Cu 键合）方法，但从未发展成为工业应用。2018 年的综述 [6] 总结了挑战和局限性。铜是一种很有前途的微电子材料，因为它的电导率与铝的电导率之比为 5:3，而且熔点高，大大降低了电迁移 [7]。电沉积铜的固有特性，例如与发芽/生长类型相关的杂质和微观结构演变，会使其对腐蚀敏感。虽然铜的氧化膜提供了一定的防腐蚀保护，但它不像不锈钢等其他金属上形成的钝化膜那样稳定、致密或均匀 [8,9]。铜焊盘的集成对半导体行业提出了重大挑战。实现铜的受控表面状态对于实现与封装的可靠连接至关重要。