• 제목/요약/키워드: 구리 전기도금

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전해액 조성이 전기도금으로 제작된 구리박막의 특성에 미치는 영향 (Effect of electrolyte composition on Cu thin film by electroplating)

  • 송유진;서정혜;이연승;염기수;류영호;홍기민
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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    • pp.95-99
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    • 2008
  • 반도체 소자의 소형화에 따라 낮은 비저항을 가진 구리가 ULSI의 금속배선으로 사용되고 있다. 구리선의 비저항은 RC delay와 집적회로의 신호전달에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 전기도금 된 구리박막의 비저항에 대해 전해액이 미치는 영향을 조사하였다. 4탐침 표면저항측정기로 비저항을 평가하였고, XRD (X-ray Diffraction), AFM (Atomic Force Microscope), FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 박막의 특성을 조사하였다. 실험한 결과, 전해액의 조건이 전기도금으로 증착된 낮은 비저항을 갖는 구리박막의 형성에 있어 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다.

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고주파수 펄스 전류가 구리 미세조직에 미치는 영향 (Effect of Higher Frequency of Pulse Current on Copper Microstructure)

  • 박채민;이효종;이규환
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.159-159
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    • 2015
  • 금속의 기계적 강화방법인 결정립미세화의 일종으로 미세한 쌍정을 도입하여 기계적강도를 향상시키면서 전기전도도는 감소시키지 않는 방안으로 nanotwin 구조의 Cu가 보고되고 있다. Nanotwin 구조는 FCC결정구조에서 특정 결정면을 [(111) mirror plane]을 기준으로 정합계면을 유지하면서 원자층의 배열이 역전되는 구조가 수~수십나노 수준의 간격으로 이뤄진 미세조직을 의미한다. 전해도금법을 이용한 nanotwin Cu의 형성방법으로는 pulse 파형을 사용하는데, pulse파형의 on time동안의 높은 전류밀도로 인해 발생한 도금층의 stress가 off time동안에 release되면서 nanotwin구조가 형성되는 것으로 보고되고 있다. Nanotwin형성 조건으로 보고된 pulse 도금 조건은 수에서 수십밀리초의 on time에 duty cycle($t_{on}/(t_{off}+t_{on})$)이 1/100~1/10 수준이다. 본 연구에서는 전기이중층의 이온고갈에 필요한 회복시간인 수에서 수십 밀리초 보다 짧은 시간인 마이크로 초($1{\mu}s$, $10{\mu}s$$100{\mu}s$)의 pulse 전류를 인가하였을 때에 발생하는 구리 도금층의 미세조직의 변화에 대해 알아보고자 한다.

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Semi-additive 방법을 이용한 폴리이미드 필름 상의 미세 구리배선 제작 시 도금액의 영향 (The Effects of Copper Electroplating Bath on Fabrication of Fine Copper Lines on Polyimide Film Using Semi-additive Method)

  • 변성섭;이재호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.9-13
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    • 2006
  • COF에 사용되는 구리배선은 폴리이미드 필름에 subtractive 방법을 이용하여 만들어지고 있으나 선폭이 작아짐에 따라 subtractive 방법은 폭방향으로 에칭 현상으로 인하여 사용에 제한이 되고 있다. Semi-additive 방법은 리소그래피 공정과 전기도금범을 사용하여 구리배선을 만드는 방법으로 $10-40{\mu}m$의 좁은 선폭에 대한 연구를 하였다. AZ4620과 PMER900의 두꺼운 PR을 사용하였으며 전기도금법을 이용하여 구리 배선을 형성하였다. 기존의 용액은 높은 잔류응력으로 인하여 구리도금층에 crack이 발생하였으며 via filling에 사용된 도금액을 사용한 경우 잔류응력이 낮아서 crack이 없는 구리배선을 얻을 수 있었다. 기지층의 에칭시 배선의 폭방향으로의 에칭 현상은 관찰되지 않았다.

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무전해 Ni-P 도금층을 확산방지층으로 사용한 Bi-Te계 열전발전모듈의 제작

  • 장재원;손인준;배성화;박관호;조상흠
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.104.1-104.1
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    • 2018
  • 열전소자는 열전현상을 이용한 재료로서 여기서 열전현상이란 열을 전기로 또는 전기를 열로 바꿀 수 있는 에너지 변환 현상을 의미한다. 그 중 Bi-Te계 열전소자는 $200^{\circ}C$이하의 온도에서 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 열전 모듈 제작시 Bi-Te 소자는 구리 기판에 접합하여 사용하게 되는데 이 때 솔더의 성분인 Sn과 기판의 Cu는 소자내로 확산하여 금속간 화합물을 형성한다. 이렇게 형성된 금속간 화합물은 접합강도를 저하시키는 원인뿐만 아니라 열전 성능을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 이러한 접합강도와 열전성능의 저하를 막기 위해 BiTe 소자의 표면에 $4{\mu}m$두께의 Ni-P 도금 공정을 추가하여 Ni-P 도금층이 Cu와 Sn의 확산을 막는 방지층 역할을 하게 한다. 그리고 도금한 소자를 $3mm{\times}3mm{\times}3mm$로 커팅하여 구리 기판에 접합하여 열전 모듈을 제작하였다. 제작된 열전모듈의 단면을 EPMA분석한 결과 Ni-P 도금층이 확산방지층으로 잘 작용되었음을 확인하였다. 또한 접합강도 측정결과 도금을 하지 않은 Bi-Te소자에 비해 접합강도가 향상되었음을 확인하였다. 따라서 Ni-P도금을 실시함으로서 금속간 화합물 형성을 억제하고 열전모듈의 성능과 접합강도를 향상시킬 수 있었다.

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수지상 구리 전기도금 시 형상 및 물성에 첨가제가 미치는 영향 (Effect of Additives on Shape and Properties of Electrodeposited Cu Dendrite)

  • 박다정;박채민;김양도;강남현;이규환
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.327-328
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    • 2015
  • 본 연구에서는 전기도금법을 이용하여 수지상(Dendrite) 구리 분말을 제조할 때 첨가제 유무를 비교하였다. 인가전위, 첨가제의 종류(JGB, PEG) 및 농도에 따른 수지상의 형상적인 특성이 비교되었으며, 겉보기 밀도와 비표면적(BET)이 측정되었다. 형상적 특성은 수지상의 2차 가지와 추축의 두께 비(ratio)로 비교한 결과 JGB 첨가(10ppm) 도금욕에서 30.67로 가장 큰값을 가지며, 겉보기 밀도는 JGB 첨가(80ppm)에서 $1.115g/cm^3fh$ 가장 낮은값을 보였다.

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표면 전처리 및 귀금속 산화물층 조성이 고속 전기도금용 DSE에 미치는 영향 (Effect of Surface Pre-treatment and Composition of Noble Metal Oxide on the DSE for High-rate Electroplating)

  • 손성호;김진화;박성철;김형미;전상현
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.157-157
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    • 2015
  • 전기화학 성능이 우수하고 고내구성 고속 구리 전해도금용 DSE를 개발하기 위해 전기화학적 특성이 좋은 백금족 산화물의 조성비, 전처리 등의 공정으로 전극을 제조한 후, 고 전류밀도 조건에서 구리 전해도금을 실시하여 유기첨가제 소모율을 측정하여 최적의 전극제조 공정 조건을 확보하였다. 최적조건의 전극과 시제품 전극들을 비교분석한 결과, 상용 DSE와 비슷하거나 상회하는 내구수명을 가지는 것을 확인하였다.

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전해 도금을 이용한 기가급 소자용 구리배선 공정 (Cu Metallization for Giga Level Devices Using Electrodeposition)

  • 김수길;강민철;구효철;조성기;김재정;여종기
    • 전기화학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.94-103
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    • 2007
  • 반도체 소자의 고속화, 고집적화, 고신뢰성화에 대한 요구는 알루미늄 합금으로부터 구리로의 배선 물질의 변화를 유도하였다. 낮은 비저항과 높은 내열화성을 특징으로 하는 구리는 그 전기적, 재료적 특성이 알루미늄과 상이하여 배선 형성에 있어 새로운 주변 재료와 공법을 필요로 한다. 본 총설에서는 상감공정(damascene process)을 사용하는 다층 구리 배선 공정에 있어 핵심이 되는 구리 전해 도금(electrodeposition) 공정을 중심으로 확산 방지막(diffusion barrier) 및 도전층(seed layer), 바닥 차오름(bottom-up filling)을 위한 전해/무전해 도금용 유기 첨가제, 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical polishing) 및 표면 보호막(capping layer) 기술 등의 금속화 공정에 대한 개요와 개발 이슈를 소개하고 최근의 연구 결과를 통해 구리 배선 공정의 최신 연구 동향을 소개하였다.