• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.326-326
• /
• 2011

반도체 소자의 집적화/소형화에 따라, 낮은 비저항을 가진 구리(Cu)를 이용한 배선공정에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 구리배선 공정에 있어 전기 도금법이 다양하게 적용됨에 따라, 구리도금 박막 형성을 위해 사용되는 Cu seed 층의 상태는 배선으로 형성된 Cu박막 특성에 크게 영향을 미친다 [1-3]. 본 연구에서는 sputter 방식으로 증착된 Cu seed 층(Cu seed / Ti / Si) 위에 형성된 자연산화막을 제거하기 위하여 다양한 세정방법을 도입하여 비교 분석하였다. 계면활성제인 TS-40A를 비롯한 NH4OH 용액과 H2SO4 용액을 사용하여 Cu seed 층 위에 형성된 구리산화막을 제거함으로서 형성된 표면형상 및 표면상태를 조사분석 하였다. FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)을 이용하여 표면 처리된 Cu seed층 표면의 형상 및 roughness 등을 측정하였고, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)를 이용하여 표면 처리된 Cu seed 표면의 화학구조 및 불순물 상태를 조사하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.16 no.1
• /
• pp.19-29
• /
• 2013

Effects of current density, electrodeposition temperature and solution pH on properties of Cu thin films electrodeposited from pyrophosphate bath were investigated. Current efficiency was decreased with increasing current density and increased with increasing temperature. But solution pH slightly influenced on current efficiency and current efficiency was measured to be above 90% at both room temperature and $55^{\circ}C$. Residual stress of Cu thin film electrodeposited at room temperature was decreased with increasing current density, while current density reaches to 60 $mA/cm^2$ or more, stress became close to zero. Cu thin films electrodeposited at $55^{\circ}C$ exhibited the residual stress range of 0~40 MPa. At room temperature, dendritic surface morphology was observed above the current density of 30 $mA/cm^2$ and at $55^{\circ}C$, above the current density of 100 $mA/cm^2$. Cu thin films electrodeposited from bath solution with room temperature and $55^{\circ}C$ mainly consisted of (111) peaks. Specially, Cu thin film electrodeposited at 30 $mA/cm^2$ and $55^{\circ}C$ exhibited strong preferred orientation of (111) peaks.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.88.2-88.2
• /
• 2012

활성 물질의 원활한 확산을 위한 경사형 마이크로 기공과 넓은 반응 면적을 제공하는 나노 기공을 동시에 가지는 하이브리드 다공성 구리의 전기화학적 합성법이 보고된 이후, 이를 기능성 전기화학 장치에 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만, 구리는 일반적으로 전기화학적 비활성 물질이기 때문에 전극 활물질로서 직접 활용되는 것은 극히 제한적이다. 또한, 전해 도금에 의하여 합성되므로 비전도성 기재 위에 형성이 불가능하여, 비전도성 기재가 기본이 되는 장치에 적용하는 것 역시 어렵다. 본 연구에서는 전해 도금법을 기본으로 하여 마이크로-나노 하이브리드 다공성 구조를 가지는 니켈을 전도성 및 비전도성 기재 위에 형성하였다. 전도성 기재 위에 제조된 니켈의 구조는 전반적으로 기존의 다공성 구리와 거의 유사하였으나 마이크로 기공의 밀도와 수지상의 형태에 있어 차이점을 보였다. 비전도성 기재 위에 형성된 니켈의 경우에는 중간 열처리 과정으로 인해 나노 수지상 구조의 다소간의 뭉침이 발견될 뿐 전도성 기재 위에 형성된 니켈과 구조가 동일하였다. 전도성 및 비전도성 기재 위에 형성된 니켈 다공성 구조를 기본을 하여 각각 전기화학적 캐패시터용 전극과 연료전지용 전극을 제작하였고, 기본적인 전기화학 특성을 파악하여 니켈 다공성 구조의 응용 가능성을 타진하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.25 no.2
• /
• pp.81-87
• /
• 2022

In this study, the effect of alkylamine on copper electroplating was analyzed using cyclic voltammetry. When water-soluble alkylamines were added to the plating solution, the reduction reaction of Cu²⁺ was inhibited. The inhibition effect of 1,12-diaminododecane has been investigated at various concentrations and conditions of the plating solution. 1,12-diaminododecane was protonated in the acidic plating solution, and therefore, it did not act as a complexing agent for Cu²⁺. Accordingly, it was confirmed that the inhibiton effect of 1,12-diaminododecane was attributed to adsorption on the Cu surface. The adsorption of 1,12-diaminododecane exhibits two characteristics: (i) protonation and subsequent electrostatic attraction with anions pre-adsorbed on Cu surface, and (ii) direct adsorption on Cu surface via amine functional group. The adsorbed 1,12-diaminododecane caused three-dimensional growth and grain refining, as well as the inhibition effect, during Cu electroplating.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2016.11a
• /
• pp.192.2-192.2
• /
• 2016

최근 차세대 휴대용 전자기기나 전기자동차의 상용화 연구가 활발히 이루어짐에 따라 리튬이온 배터리가 주력 에너지 저장장치로써 활발히 개발되고 있다. 이러한 리튬이온 배터리의 음극 물질로써 주로 탄소재료가 많이 사용되어 왔지만 낮은 이론용량 (372 mAh/g)으로 인하여 좀더 높은 용량을 가지는 금속이나 합금 등이 주목을 받게 되었다. 그 중에서도 주석이 탄소재료에 비해 3배 정도 높은 이론 용량 (993 mAh/g)을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 주석의 경우 리튬이온 배터리의 충방전 과정 중에 급격한 부피 변화가 발생하여 음극이 손상되고 이에 따라 용량이 급격하게 감소하는 한계점이 있다. 이 한계를 극복하기 위한 많은 방법들 중 하나가 구리-주석 합금을 음극으로 사용하는 것이다. 구리는 비활성 금속으로 충방전 중의 부피 변화에 완충제 역할을 하고, 연성과 전기전도성이 있어서 배터리의 전기화학적 성능 또한 향상시켜 준다. 이에 따라, 본 연구에서는 주석이 풍부한 구리-주석 합금 도금을 통하여 구조적으로 튼튼한 리튬이온 배터리의 음극을 만들었고 그 성능을 확인하기 위하여 반쪽전지 실험을 통하여 500회 충방전 동안의 싸이클 특성 및 효율을 확인하였고 순환전압전류 실험 또한 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2013.05a
• /
• pp.37-37
• /
• 2013

무전해도금법 (electroless plating)은 Brenner와 Riddell이 1946년에 처음으로 환원제를 이용한 금속의 침적을 electroless plating이라고 명명한 뒤 전기를 이용하지 않고 금속막을 얻을 수 있는 방법으로 인지되어왔다. 초기에는 용액이 불안정하였으나 용액의 안정성을 향상시키면서 꾸준히 산업체에 쓰여왔다. 무전해도금의 응용이 처음에는 니켈에 국한되었으나 구리의 무전해도금이 PCB에 사용되면서 80년대부터 전자산업에서 많이 쓰이게 되었다. 최근에는 무전해도금을 이용한 전자산업뿐만 아니라 MEMS와 같이 전기도금을 위한 전기접촉이 어려우면서 정밀한 균일도를 요구하는 분야에도 많이 쓰이고 있다. 본 발표에서는 무전해도금법의 일반적인 원리와 이를 이용한 IT 산업에서의 응용에 대하여 알아본다.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.554-560
• /
• 2012

Recently, it has been increasing trend to use conductive materials as electronics and communication technology in electronics industry are developing. The noble metal such as Ag, Pt, Pd etc. are mostly used as conductive materials, To reduce production cost, alternative materials with similar characteristics of noble metals are needed. Copper has advantages, i.e its electronic properties are similar to noble metals and low cost than noble metal, but its use has been restricted because of oxidation in air. In this study, the tin film was coated on copper by electroless plating to protect copper from oxidation and to confirm the effects of temperature, pH, amount of $SnCl_2$, and feeding speed in plating conditions. Additionally, we apply $Cu_{core}Sn_{shell}$ powder as conductive filler with low-temperature densification and analysis by SEM, XRD, FIB and 4-Point Probe techniques. As result of the study, tin film was coated well on copper and was protected from oxidation. After low-temperature densification treatment, the meted tin made chemical interconnections with copper. Accordingly, conductivity was increased than before condition. We hope $Cu_{core}Sn_{shell}$ powder to replace noble metals and use in the electronic field.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.12 no.2 s.35
• /
• pp.129-134
• /
• 2005

Electroplating copper is the important role in formation of 3D stacking interconnection in SiP (System in Package). The I-V characteristics curves are investigated at different electrolyte conditions. Inhibitor and accelerator are used simultaneously to investigate the effects of additives. Three different sizes of via are tested. All via were prepared with RIE (reactive ion etching) method. Via's diameter are 50, 75, $100{\mu}m$ and the height is $100{\mu}m$. Inside via, Ta was deposited for diffusion barrier and Cu was deposited fer seed layer using magnetron sputtering method. DC, pulse and pulse revere current are used in this study. With DC, via cannot be filled without defects. Pulse plating can improve the filling patterns however it cannot completely filled copper without defects. Via was filled completely without defects using pulse-reverse electroplating method.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.43-48
• /
• 2011

The maximum current density of copper electrorefining is 350 A/$m^2$ and the higher current density is required to promote the copper productivity. The 1000 A/$m^2$ high current density is possible when rotating disc electrode is employed to reduce diffusion thickness. The copper electroplating with 1000 A/$m^2$ is possible at 400 rpm. Thiourea and glue were used to improve the electrodeposition behaviors during copper electrorefining process. Potentiodynamic polarization tests were conducted to investigate the effects of additives on copper electrodeposition. Galvanostatic tests were also conducted at 1000 A/$m^2$. Copper were electroplated on cylindrical rotating electrodes to give the uniform flow on the electrode surface. The lowest surface roughness was obtained when 16 ppm thiourea was added to the electrolytes. The surface roughness was increased with glue concentration. The surface hardness was not influenced by addition of glue. The copper nuclei were getting smaller with thiourea concentration, however there is no glue effects on copper nucleation.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.37-42
• /
• 2007

Copper deposition studies have been actively studied since interests on 3D SiP were increased. The defects inside via can be easily formed due to the current density differences on entrance, bottom and wall of via. So far many different additives and current types were discussed and optimized to obtain void-free copper via filling. In this research acid cupric sulfate plating bath containing additives such as PEG, SPS, JGB, PEI and wave current applied electroplating were examined. The size and shape of grain were influenced by the types of organic additives. The cross section of specimen were analyzed by FESEM. When PEI was added, the denser copper deposits were obtained. Electroplaing time was reduced when 2 step via filling was employed.