• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.106-112
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• 2007

Advanced back-end processing requires the integration of low-k dielectrics and Cu. However, in the presence of an electric field and a temperature, positive Cu ions may drift rapidly through dielectric and causing reliability problems. Therefore, in this paper, Cu+ drift diffusion in two low-k materials and silicon oxide is evaluated. The drift diffusion is investigated by measuring shifts in the flat band voltage of capacitance-voltage measurements on Cu gate capacitors after bias thermal stressing. The Cu+ drift late in $SiO_{x}C_{y}\;(2.85{\pm}0.03)$ and Polyimide(2.7${\leq}k{\leq}3.0$) is Considerably lower than in thermal oxide.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.179-179
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• 2011

관통전극(TSV, Trough Silicon Via) 기술은 전자부품의 소형화, 고성능화, 생산성 향상을 이룰 수 있는 기술이다. Cu는 현재 배선 기술에 적용되고 있고 전기적 저항이 낮아서 TSV filling 재료로 사용된다. 하지만 확산 방지막에 의해 완벽히 감싸지지 않는다면, Cu+은 빠르게 절연막을 통과하여 Si 웨이퍼로 확산된다. 이런 현상은 절연막의 누설과 소자의 오동작 등의 신뢰성 문제를 일으킬 수 있다. 현재 TSV의 제조와 열 및 기계적 응력에 관한 연구는 활발히 진행되고 있으나 Biased-Thermal Stress(BTS) 조건하의 Cu 확산에 관한 연구는 활발하지 않는 것이 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 TSV용 Cu 확산 방지막 Ti에 대해 Cu+의 drift 억제 특성을 조사하였다. 실험을 위해 Cu/확산 방지막/Thermal oxide/n-type Si의 평판 구조를 제작하였고 확산 방지막의 두께에 따른 영향을 조사하기 위해 Ti의 두께를 10 nm에서 100 nm까지 변화하였으며 기존 Cu 배선 공정에서 사용되는 확산 방지막 Ta와 비교하였다. 그리고 Cu+의 drift 측정을 위해 Biased-Thermal Stress 조건(Thermal stress: $275^{\circ}C$, Bias stress: +2MV/cm)에서 Capacitance 및 Timedependent dielectric breakdown(TDDB)를 측정하였다. 그 결과 Time-To Failure(TTF)를 이용하여 Cu+의 drift를 측정할 수 있었으며, 확산 방지막의 두께가 증가할수록 TTF가 증가하였고 물질에 따라 TTF가 변화하였다. 따라서 평판 구조를 이용한 본 실험의 Cu+의 drift 측정 방법은 향후 TSV 구조에서도 적용 가능한 방법으로 생각된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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• pp.137-140
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• 2003

Cu+ ions drift diffusion in different dielectric materials is evaluated. The diffusion is investigated by measuring shift in the flatband voltage of capacitance/voltage measurements on Cu gate capacitors after bias temperature stressing. At a field of 1.lMV/cm and temperature $200^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$ for 1H, 2H, 5H. The Cu+ ions drift rate of polyimide$(2.8{\leq}k{\leq}3.2)$ is considerably lower than thermal oxide. Also Cu+ drift rate of polyimide is similar to PECVD oxide. But, polyimide film is even more resistant to Cu drift diffusion and thermal effect than Thermal oxide, PECVD oxide: This results got a comparative reference. The important conclusion is that polyimide film is strongly dielectric material by thermal effect and Cu drift diffusion.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.144-147
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• 2003

Cu+ ions drift diffusion in formal oxide film and SiOCH film for interlayer dielectric is evaluated. The diffusion is investigated by measuring shift in the flatband voltage of capacitance/voltage measurements on Cu gate capacitors after bias temperature stressing. At a field of 0.2MV/cm and temperature $200^{\circ}C,\;300^{\circ}C,\;400^{\circ}C,\;500^{\circ}C$ for 10min, 30min, 60min. The Cu+ ions drift rate of $SiOCH(k=2.85{\pm}0.03)$ film is considerable lower than termal oxide. As a result of the experiment, SiOCH film is higher than Thermal oxide film for Cu+ drift diffusion resistance. The important conclusion is that SiOCH film will solve a causing reliability problems aganist Cu+ drift diffuion in dielectric materials.

• Applied Microscopy
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• 제38권4호
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• pp.383-386
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• 2008

In performing in situ heating transmission electron microscopy (TEM) for materials characterizations, arising concerns such as specimen drifts and unintentional Cu contamination are discussed. In particular, we analysed the thermal and mechanical characteristics of in situ heating holders to estimate thermal drift phenomena. From the experimental results, we suggest an empirical model to describe the thermal drift behavior so that we can design an effective plan for in situ heating experiment. Practical approaches to minimize several hindrances arisen from the experiment are proposed. We believe that our experimental recommendations will be useful for a microscopist fascinated with the powerful potential of in situ heating TEM.

• 지구물리
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• 제5권1호
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• pp.9-18
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• 2002

자연전위에 대한 환경 잡음요소로 기온, 강수, 토양수분함량 및 지중 온도 등을 분석하기 위하여 별도로 제작된 시험포장에서 Cu-CuSO₄비분극전극과 구리를 입힌 금속전극(CCE)에 대한 장기 모니터링 실험을 실시하였다. 온도 영향에 대한 실험 결과 Cu-CuSO₄비분극전극의 상부를 대기에 노출시킨 경우는 기존의 연구결과인 +0.5 mV/°F의 온도계수가 적용될 수 있지만, 15 cm 깊이의 지중온도 변화가 대기온도 변화에 대하여 약 8∼11 시간의 지연효과가 나타남에 따라, 땅 속에 묻어 설치한 경우는 0.5 mV/℃ 이하의 미약한 영향이 나타는 것으로 밝혀졌다. CCE의 경우는 땅속에 묻어 설치하였을 때에는 대기온도와 무관하지만, 전극이 직사광선에 노출된 경우는 약 1 mV/℃ 정도의 온도 편차가 있는 것으로 나타났다. 토양수분함량 변화 영향에 대한 실험에 의하면 Cu-CuSO₄비분극전극을 땅 속에 묻어 설치한 경우 토양수분함량 변화가 그대로 반영됨에 따라, 1∼2 mV의 미약한 편차는 주로 토양수분함량 변화에 의한 것임이 밝혀졌다. CCE의 경우는 전체적으로 토양수분함령 변화와 유사한 주기를 가지며 약 5% 이내의 일변화에 대하여 금속전극 대부분에서 약 5 mV 내외의 변화가 나타났으며, 강수기간 동안에는 금속전극의 표면에서 발생되는 흐름전위의 영향이 나타남에 따라 토양수분함량의 영향이 상대적으로 크게 작용함을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.9-15
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• 2004

PMSSQ (Poly Methyl Silsesquioxane)-based matrix에 BTMSE (Bis Tri Methoxy Silyl Ethane) 를 첨가한 low-k물질의 전기적 특성을 조사하였다. 우리는 절연체로 copolymer를 사용하여 금속-절연체 -실리콘 구조를 만들고 BTS 실험을 통하여 누설 전류와 파괴 시간을 측정하였다. 코 폴리머의 기공이 $30\%$ 이상이 되었을 때, 파괴 시간이 급속하게 감소되어 진다. 온도에 관하여 파괴 시간으로부터 코 폴리머를 통한 구리 확산의 활성화 에너지는 1.51eV가 측정되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권4호
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• pp.111-115
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• 2014

다마신 구리 배선에서의 동적인 전기장에 따른 절연체 파괴거동을 연구하였다. DC, 단극성, 및 이극성 펄스 조건 중에서 절연체의 수명은 이극성 펄스 조건에서 가장 길었다. DC 및 단극성 펄스 조건에서는 절연체에 가해지는 전기장의 방향이 바뀌지 않지만 이극성 펄스 조건에서는 전기장의 방향이 반복적으로 180도 바뀌기 때문에, 이극성 펄스 조건에서는 절연체의 구리오염이 억제되고, 이로 인해서 절연체 수명이 이극성 펄스 조건에서 가장 긴 것으로 판단된다. 단극성 펄스 조건에서 펄스 주파수가 커질수록 DC 조건보다 절연체의 수명이 증가하였다. 이는 절연체 수명에 구리오염 뿐만 아니라 내재적인 절연파괴현상이 상당한 영향을 미치며, 절연체 분자결합파괴가 일어날 확률은 펄스 폭이 좁아질수록 감소한다고 판단된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권2호
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• pp.23-29
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• 2014

Less power consumption, lower cost, smaller size and more functionality are the increasing demands for consumer electronic devices. The three dimensional(3-D) TSV packaging technology is the potential solution to meet this requirement because it can supply short vertical interconnects and high input/output(I/O) counts. Cu(Copper) has usually been chosen to fill the TSV because of its high conductivity, low cost and good compatibility with the multilayer interconnects process. However, the CTE mismatch and Cu ion drift under thermal stress can raise reliability issues. This study discribe the thermal stress reliability trend for successful implementation of 3-D packaging.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제1권1호
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• pp.1-9
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• 1997

We investigated the depth profiles of heavy metals in the surface sediments at Heedong reservoir in Pusan. Sampling was done at the intervals of 50 m of drift along the water channel into the reservoir. All samples were analyzed with an ICP-AES. We determined the content of Zn, Pb, Cd, Mn, Cu, Cr, and Fe. The overall mean content of these heavy metals were observed to $(2.9\pm1.2){\times}10^{-3},\;(1.3\pm0.7){\times}10^{-3},$ $(1.9\pm2.1){\times}10^{-4},$ $(2.3\pm1.1){\times}10^{-2},\;(1.6\pm1.0){\times}10^{-3},\;and\;(4.5\pm2.6){\times}10^{-4}$ ppm/ppmFe, respectively excluding iron data. Mean contents of Cu show an increasing trend toward the surface of sediments, while those of Cd show a decreasing trend, and those of Pb and Cr are relatively stable. Comparing with the contents of heavy metals in soils at two sites of Kumjeong mountain, enrichment factors of heavy metals in the surface sediments were determined. Among heavy metals we investigated, copper showed the largest value of enrichment factor. Considering the maximum content of heavy metals in the surface sediment, the values of enrichment factors of Cu, Cd and Cr were significant, which were 22, 8.1 and 4.0, respectively. In leaching experiment, it appeared that Pb, Cd, Cr, and Fe in sediments were hardly leached out into water, We also examined the effect of pH on the content of heavy metals.