Introduction
Cu ara bağlantıları öncelikle 1997 1 ultra-büyük ölçekli entegrasyon (ULSI) teknolojisi girmiştir beri, düşük k ve ultra-düşük-k (Ulk) dielektrikler arka uç-of-line içine (BEoL) kabul edilmiştir on-chip bağlantılarının arasında yalıtım malzemesi olarak. örneğin, yeni malzemeler, kombinasyonu, Cu, indirgenmiş direnci ve daha düşük olan kapasitans düşük-k / Ulk dielektrikler, boyutsal ara bağlantı çekme 2, 3 kaynaklanan gecikme artan direnç kapasitör (RC) etkilerini ortadan kaldıran için. Bununla birlikte, bu yararı işgal edilmiştir Son yıllarda mikroelektronik cihazların devam agresif pullanma ile. imalat işleminde ve ürün güvenilirliği için çeşitli zorluklar düşük k / Ulk malzemelerinin kullanımı, ara-bağlantı sahası 100 nm ya da daha az 4-6 ulaştığında, özellikle.
TDDB zamanın bir fonksiyonu olarak bir dielektrik malzemenin fiziki başarısızlık mekanizması değinmektedirbir elektrik alanı altında. TDDB güvenilirlik testi genellikle hızlandırılmış koşullar (yüksek elektrik alanı ve / veya yüksek bir sıcaklıkta) altında gerçekleştirilir.
Bağlantı yığınlarının on-chip in TDDB zaten güvenilirlik toplumda yoğun endişelerini artırdı mikroelektronik cihazlar için en kritik arıza mekanizmalarından biridir. Hatta zayıf elektriksel ve mekanik özellikleri ileri teknoloji düğümlerinde cihazlara entegre ediliyor ile Ulk dielektriğin beri güvenilirlik mühendislerinin gündemde olmaya devam edecektir.
Adanmış deneyler TDDB hatası mekanizmasını 7-9 araştırmak için yapılmıştır, ve çaba önemli miktarda cihazlarının 10-13 elektrik alan ve ömür boyu arasındaki ilişkiyi açıklayan modeller geliştirmek için yatırım yapılmıştır. Mevcut çalışmalar mikroelektronik güvenilirlik mühendislerinin toplum yararına; Bununla birlikte, bir çok Challenges hala var ve bir çok soru hala detaylı bir şekilde cevaplanması gereken. Örneğin, kanıtlanmış modeller TDDB sürecinde fiziksel arıza mekanizması ve bozulma kinetiği tanımlamak ve ilgili deneysel doğrulama hala eksiktir. Belirli bir ihtiyaç olarak, daha uygun bir modeli konservatif √E-modeli 14 yerine gereklidir.
TDDB soruşturma çok önemli bir parçası olarak, tipik başarısızlık analizi arıza mekanizmaları ve bozulma kinetik fizik açıklamak kapsamlı ve sert kanıt sağlama, yani benzeri görülmemiş bir meydan okumayla karşı karşıya. Görünüşe göre, bu hasar mekanizmasının kinetik hakkında sadece sınırlı bilgi çok zaman alıcı olduğundan ve arıza sitesi, engel bu meydan uygun seçim değildir görüntüleme tek tek ve ex situ ile yolların ve nano ölçekli Cu hatları metre milyonlarca teftiş sağlanabilir. Bu nedenle, acil bir görev, bir geliştirmeye ortaya çıkmıştırnd deneyler optimize etmek ve TDDB başarısızlık mekanizmalarını ve bozulma kinetiğinin incelemek için daha iyi bir prosedür olsun.
Bu yazıda, yerinde deney metodoloji bir Cu / Ulk bağlantı yığınlar TDDB başarısızlık mekanizmasını araştırmak için gösterecektir. Yüksek kaliteli görüntüleme ve kimyasal analiz yeteneği ile bir TEM özel deney yapılarda kinetik sürecini incelemek için kullanılır. in situ elektriksel test dielektrikler yükseltilmiş bir elektrik alanı temin etmek TEM deney entegre edilir. Bir Ulk malzemeden tamamen kapsüllü Cu bağlantılarının oluşan ve yalıtılmış bir özelleştirilmiş "uç-to-ucu" yapı, 32 nm CMOS teknolojisi düğümünde tasarlanmıştır. Burada tarif edilen deney prosedürü, aynı zamanda, aktif cihazlarda diğer yapılara genişletilebilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Numune Hazırlama 1. Odaklı İyon Işın (FIB) İnceltme (Şekil 1)
- (~ 10 mm 10 mm) bir elmas çizici küçük cips içine tam gofret parçalamak.
- Yongaları üzerinde "uç-to-ucu" yapı konumlarını işaretleyin.
- 2 mm boyutuna göre 60 mikron bar elde etmek için bir dicing makinesi ile çip gördüm. bar merkezinde "uç-to-ucu" yapı içerir.
- Süper yapıştırıcı kullanılarak Cu yarım halka hedef çubuğunu Tutkal. Sonra, aynı zamanda süper yapıştırıcı kullanılarak bir Cu örnek sahnede bar tutkal. Ardından, kullanım gümüş yüzük yarım ve bakır örnek aşaması arasındaki iletimi ayarlamak için yapıştırın.
Not: örnek ele aldığınızda her zaman numune hassas yapısına zarar verebilir elektrostatik boşalmayı önlemek için bir antistatik bileklik giymek emin olun.
Taramalı Elektron Mikroskobu 2. FIB İnceltme (Şekil 2)
- Bir adım 1'de elde edilen örnek koyn SEM örnek sahne ve SEM dikkatlice sahne yerleştirin.
- Biriktirme modunu seçti ve gerekli Pt koruma tabakasının boyutları (bölge ve kalınlık) kurdu. Daima yüksek hassasiyet sağlamak için 30 kV iyon ışını kullanın. Dinle akımı gerekli Pt tabakasının boyutlarına bağlıdır memnun verim almak için.
- Cu aşamada (toprak potansiyel) bir ped irtibata Pt hattını yatırın. Daha sonra, FIB inceltme işlemi sırasında iyon hasarı en aza indirmek için ince lamel pekiştirmek için çok önemli "uç-to-ucu" yapısı, üstünde kalın bir tabaka Pt mevduat. Bu FIB hazırlanmasında kullanılan standart bir prosedürdür.
- Pt birikimi yaparken Pt katmanı üzerinden "uç-to-ucu" yapının üstünde iki ped arasındaki herhangi bir iletken yolları tanıtmak için değil dikkatli olun. Herhangi bir iletken yol olacak kısa elektrik devresi (Şekil 2A ve B).
- FIB freze
- Final Cut 10 pA bir 30 kV voltaj ve akım kullanın. 150 ve 180 nm arasında bir kalınlığa sahip bir H-çubuğu TEM lamel içine ince bir hedef bar.
- TEM bir dönüştürücü ucu ile dokundu edilecek ped (V + pad) yakın bir çentik kesin. TEM doğru pedi tanımlamak için bir işaretleyici olarak çentik kullanın.
TEM SEM 3. Numune Transferi
- Örnek dokunmadan önce antistatik bileklik takın.
- SEM sahneye hazırlanan H-bar örneği ayırın. SEM çıkarırken Cu sahnede örnek tutun.
- TEM tutucu üzerine Cu sahne sabitleyin. Test yapısına yakın TEM tutucu optik mikroskop altında (uzak deney yapısından mikrometre birkaç yüz) ve dönüştürücü ucunu hareket ettirin.
- Dikkatle TEM içine TEM yuvasını yerleştirin. Tr sırasında herhangi bir temizlik tedavisi (örn plazma temizleme) kullanmak etmeyinansfer işlem olup, aksi takdirde lamel etkilenebilir.
- Ortam nem ve oksijene çok fazla maruz kalmaktan kaçınmak için 15 dakika veya daha kısa olan numune transferi için zaman tutun.
4. Elektrik Bağlantısı Kurulması (Şekil 3)
- Kendi kontrol sistemi ve SourceMeter TEM tutucu bağlayın. Sonra kontrol sistemi ve SourceMeter açın.
- TEM tutucu üzerindeki düğmeleri ayarlama test yapısına dönüştürücü ucunun kaba yaklaşım yaparken TEM dönüştürücü ucu izleyin.
- (500 nm ≤) V + pad yakın TEM sahibinin dönüştürücü ucunu hareket ettirin. Ped olarak: (yükseklik Z) aynı seviyeye dönüştürücü ucunu getirin. Dinle ucunun pozisyonu ve ucu V + ped merkezini yüz yapmak.
- V + pad dönüştürücü ucunu başvurun. Ped yaklaşırken (yaklaşık 1 V 0.5 V) ucunda çok düşük voltaj ayarlayın. Geçerli simultaneo Monitörusly temas kurulmuş olduğundan emin olun.
Yerinde TDDB deney 5.
- TEM 200 kV hızlandırılmış voltajını kullanın. Ilgi alanına elektron ışını taşı; Uygun bir büyütme seçin ve görüntüyü odaklanın.
- Test yapısına ışın zararı azaltmak için düşük aydınlatma adımlarını (≤ 8) kullanın. Sadece H-bar numunenin ince bir parçası olan aydınlatma alanını lokalize bir kondansatör diyafram kullanın.
- In situ TEM görüntüleri (2-3 kare / sn) kaydederken SourceMeter kullanarak "uç-to-ucu" yapısı üzerinde sabit gerilim (≤ 40 V) uygulayın. DigitalMicrograph yazılımını kullanarak, örneğin, bir öz-senaryosunu kodu kullanarak otomatik olarak görüntüleri kaydedebilirsiniz.
- Ulk Dielektriklerin içine metal belirgin bir difüzyon görünce deney Pause ve Elektron Spektroskopisi Görüntüleme (ESI) kimyasal analiz yapmak.
- OMEG içine filtre yarık açıklığı takınTEM bir enerji filtresi.
- Dinle filtre silt diyafram genişliği elektron enerji kaybı spektrumunun (EELS) uygun bir enerji genişliği (10-20 eV) alır.
- EELS bakır M-kenar adsorpsiyon zirve enerji Shift.
- Cu M-kenar absorpsiyon zirvesindeki bir enerji filtrelenmiş TEM görüntü elde etmek için geri görüntüleme modu gidin.
- Bakır M-kenar ön kenarına enerji Shift ve başka enerji filtrelenmiş TEM görüntü almak.
- Iki resim arasındaki örnek sürüklenme düzeltin.
- Cu atlama oranı görüntü almak için ikinci bir ilk görüntüyü bölün.
- TDDB deneyi devam: SourceMeter kullanarak "uç-to-ucu" yapısı üzerinde sabit gerilim (≤ 40 V) yeniden ve TEM görüntüleri kaydedebilirsiniz.
6. Bilgisayarlı Tomografi
- TDDB deneme bittiğinde TEM bilgisayarlı tomografi gerçekleştirin, di hakkında 3D dağıtım bilgi almak içinffused parçacıklar.
- Örnek eğin ve 138 ° 'lik bir eğim dizi kaydedin. 1 ° 'lik bir eğim adımı kullanın ve parlak saha (BF) KÖK modunda her aşamasında görüntü kaydetmek.
- (Görüntüleri hizalayarak eğim ekseni belirleyen, 3D tomografik hacmi oluşturmak için ses ve segmentasyon yeniden dahil) serisi yeniden yapılandırma.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Şekil 4 in situ testinde bir parlak alan (BF) TEM görüntüleri gösterir. Kısmen Orada ihlal edildiği TaN / nedeniyle ortam genişletilmiş depolama elektrik testi (Şekil 4A) önce Ulk dielektriğin Ta engeller ve önceden var olan Cu atomları. Zemin tarafına 15-16 referansla pozitif potansiyele sahip, 40 V sadece 376 saniye sonra, dielektrik dökümü başladı ve M1 metal bakır iki önemli göç yollarının ile eşlik etti. Ulk Dielektriklerde yayılmış Cu parçacıkları son arıza (Şekil 4B) sonra BF TEM görüntüde gösterilir.
Kusursuz bir örneklemde, yani FIB hazırlanması ve TEM görüntüleme (Şekil 5A) arasındaki hızlı aktarım, "uç-to-ucu" yapı TaN / Ta engel herhangi bir zarar vermeden sağlam. aynı gerilim (40 V) Bu örnek uygulanmıştır. Bu örnek fazla 50 dakika kadar hayattaarıza nedeniyle bozulmamış TaN / Ta bariyerin meydana geldi. Arıza sonrası TEM görüntüsü Şekil 5B 'de gösterilmiştir. Görünüşe göre, metal atomları kırmızı okla 17 ile gösterilen olumlu bir potansiyele sahip, M1 metal alt köşesinden SiO 2 göç. ESI kimyasal analizi (Şekil 5C) SiCN katman ve Şekil 5B BF TEM görüntüsünün aksine itibaren tespit edilememiştir Ulk dielektriklerde arasındaki kırılma arayüzde Cu bir geçiş yolu olduğunu kanıtlıyor. ESI kimyasal analiz ve TEM in situ TDDB deneyde kombinasyonu daha doğrudan ve kapsamlı bir şekilde TDDB başarısızlık mekanizması ve bozulma kinetikleri 15-16 bir soruşturma sağlar.
Tomografi "uç-to-ucu" yapının olumlu tarafı dışarı yayılmış Cu parçacıkların 3D dağılımını karakterize bir seçimdir. Şekil6B TEM bilgisayarlı tomografi ile elde edilen numunenin 3D-render bir dilim göstermektedir. Sarı parçacıklar SiO 2 göç Cu parçacıkları temsil etmektedir.
Şekil numunenin önce deney 1. şematik görüntüleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) içine konur. (A) tam gofret. (B) tam gofret bir yonga. (C) örnek sahnede yapıştırılmış bir Cu yarım halkası üzerinde bir "uç-to-ucu" yapısı ile bir hedef bar. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2,. SEM odaklanmış iyon demeti (FIB) tekniği ile "uç-to-ucu" yapısının şematik görüntü tarafından imal bir H-bar örneği. (A) ve SEM (B). (C) "uç-to-ucu" yapı şemadaki. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Transmisyon elektron mikroskobu (TEM) Şekil 3. Deneysel kurulum. Kontak yaklaşan işleminin (A) şematik görüntüsü. (B) in situ TDDB deneyde önce kurulum imajını STEM. th büyük halini görmek için tıklayınızrakamdır.
Yerinde deneyde önce Ulk dielektriğin içine dağınık Cu ile "uç-to-ucu" yapısı için Şekil 4. Temsilcisi TEM görüntüleri. (A) Elektrik testinden önce. (B) Elektrik testinden sonra. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil kusursuz "uç-to-ucu" yapısı için 5. Temsilcisi TEM görüntüleri. Elektrik test öncesi (A) Parlak alan (BF) TEM görüntüsü. (B) Elektrik testten sonra BF TEM görüntüsü. (C) ElECTRON Cu dağıtım spektroskopik görüntü. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 6. KÖK görüntü ve elektrik testten sonra bir "uç-to-ucu" yapının 3D render. (A) KÖK görüntüsü. (B) TEM bilgisayarlı tomografi ile elde edilen numunenin 3D render (Mavi: Sarı "Tip-to-ucu" yapısı: Cu parçacıkları, Yeşil: altındaki Transistör yapısı).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
TDDB deneyde başarı ön koşul özellikle SEM FIB öğütme işleminde, iyi örnek hazırlıktır. İlk olarak, "uç-to-tip" yapı üstünde bir kalın bir Pt tabakası yatırılır. kalınlık ve Pt tabakasının boyutu SEM operatör tarafından ayarlanabilir ancak üç ilkeleri takip etmek zorunda olabilir: (1) kalınlık ve boyut tüm öğütme işlemi sırasında mümkün iyon ışını zararlardan hedef alanını korumak için yeterlidir; (2) freze sonra kalan numunenin üstüne nispeten kalın Pt tabakası (≥ 400 nm) de vardır, bu iç ve dış stresleri hassas örnek korur ve sonraki TDDB dielektrik arıza stres katkı minimize Deney; (3) büyüklüğü, aksi takdirde, iletken bir yol testi yapısına gerilim uygulamak için kullanılan iki yastıkları arasında meydana gelebilir, çok büyük olmamalıdır. Final Cut iyon demeti durdurmak Dahası, önemli bir adımdır.merkezi Cu ara bağlantıları "uç-to-ucu" yapı oluşur ve sadece ~ 60 nm boşluk arasında olduğundan iyon freze, yapı kaybolur testin önünde özel olarak tasarlanmış Cu "kukla" bağlantı yapısı kez derhal kesilmelidir onlar. "Uç-to-ucu" yapısı, canlı SEM görüntüsünde görünen eğer çok geç olacak. 'H-çubuğu TEM lamel kalınlığı yaklaşık 150-180 nm olması hedeflenmiştir. Bu kalınlık, 200 kV hızlandırma gerilimi TEM elektron şeffaflığı sağlar ve aynı zamanda "uç-to-ucu" yapısı saklanması tarafta nispeten kalın bir dielektrik tutar. Öte yandan, 150-180 nm örnek kalınlıkları bu nedenle bu etkiler de sonuç analize dikkat edilmesi gereken, ESI kimyasal analizi sırasında önemli çoklu esnek olmayan saçılma neden olur.
Taşıma veya örnek aktarırken, antistatik bilek stra giymeks. Antistatik bileklik giyilen değildi Eğer birkaç numuneler üzerinde elektrostatik boşalma hasarı bizim deneyde gözlenmiştir, çünkü bu çok önemlidir. en önemli aktarma adımı TEM SEM transfer olduğunu. Transfer zamanı kesin bir şekilde, 15 dakika ya da daha kısa süre içinde sınırlı zorundadır. Ortam havasındaki numunenin uzun bir süre poz nemi emer ve "uç-to-ucu" yapısına zarar verebilir, örnek Şekil 4A gösterilmiştir. Bu örnek, test öncesi iki hafta içinde çevre havası içinde depolanmıştır. ihlal TaN / Ta bariyer içsel başarısızlık mekanizması etkiler ve test yapısının ömrünü kısaltır. Massive Cu difüzyon sonra etkindir.
TEM in situ TDDB çalışma için bir endişe Ulk dielektriğin üzerinde kiriş hasar. Bu nedenle, bu deney 18 kirişin etkisini en aza indirmek için çok önemlidir. Birkaç stratejileri bu etkisini azaltmak için seçilebilir, ancak canTamamen ortadan kaldırılamaz. seçenekleri, üç yaklaşımlar içine kategorize edilebilir. Bir olasılık, H-bar tipi numune 18 yatırılır enerjinin toplam miktarını azaltmak için küçük bir kondansatör diyafram kullanıyor. Diğer bir seçenek, düşük voltaj (≤ 80 kV) 19-21 ve / veya düşük elektron doz 22-25 de TEM operasyon. Bu seçenek doğrudan örnek üzerinde ışın zararı azaltmak için bekleniyor. Deneysel parametreler doğru seçilmiş Ayrıca, eğer tarama TEM (STEM) modunda, hem de düşük doz mikroskopi tekniği olabilir. Kullanıldığı TEM olası bir seçenektir böylece, eğer KÖK modu öncelik verilmelidir. Düşük aydınlatma parlaklığını seçimi ve seçilen, makul aralık süresi (düşük doz) ile TEM görüntüleri kaydederken ayrıca azaltılmış ışın hasara yol için 18 tavsiye edilir.
Dışında içsel TDDB gelen TEM numune hazırlama ve TEM gözlem teorik son br etkileyebilireakdown. (1) daha az TEM ışın ışınlama (düşük doz STEM görüntüleme, düşük aydınlatma adımı ve kayıt görüntüleri her 30 dk / 1 h), test örneği benzer başarısızlığını göstermiştir çünkü: Yine, inanılır gözlenen TDDB hasar mekanizması geçerli olmak üzere önceki TEM gözlem gibi mekanizmalar (sürekli görüntüleri kaydederken, nispeten yüksek doz TEM modu) 16-18; (2) elektrik alan itici gücü olan ve elektrik bağlantısı ters metal partikülleri 17 (Şekil 5B ve 6A) göç kaynağı olarak teyit edilmiştir; Uçtan ucu aralığı nispeten küçük ve Ta / tan bariyer TEM kirişin aydınlatma alanı içinde olmayan, her yerde, nispeten ince olduğu metal parçacıkları ve dielektrik arıza (3) taşıma hem de belirli bir yerle gözlendi; (4) numunenin üzerine Pt çökelme kalın bir tabaka Ga iyonları dikey implantasyon kontaminasyon en önler - test yapısı Ga iyonları yanal hasar yan duvarlar (60 nm) yüzeyi üzerinde kirlenme az miktarda olsa bile esas kirlilik içermeyen olduğuna inanılmaktadır. Bu nedenle, numune hazırlama ve TEM gözlem önemli miktarda içsel başarısızlık mekanizmasının yorumunu etkilememelidir.
numune hazırlama ve deney düzeneği için sofistike prosedürlerin ihtiyaç muhtemelen ana dezavantaj. Bu metodoloji, özel olarak hazırlanmış test yapısı için geçerlidir. Geleneksel test metodolojileri karşılaştırıldığında nedenle, tasarım ve özel deney yapısı için karmaşık üretim süreci oldukça fazla çaba yol açar. Son olarak, bu elektron ışını çok uzun bir süre için hassas örnek yanması durumunda TEM kiriş ışınlama numunenin değişiklik kaçınılmaz olduğunu işaret değer. Yine, biz inanıyoruz ki bu metodoloji kutu enaTDDB başarısızlık mekanizmaları ve bozulma kinetik çalışma ble.
Deneye daha da geliştirilmesi uygulanan gerilim ve / veya zamanın bir fonksiyonu olarak dielektriğin Cu göç nicel verileri sağlamak ve Cu / Ulk on-chip bağlantı yığınları için daha uygun bir model geliştirmek için yardımcı olabilir. Bizim çalışmamızda, Şekil 5C'de gösterildiği gibi, SiCN katmanın altında bir Cu köprünün ESI sinyali açık bir şekilde bakır, büyük olasılıkla, ana dıelektrık / SiCN arayüz boyunca yayılmış olduğuna işaret etmektedir. Ana dielektrik bu üst yüzey planarizasyon işlemi ile etkilenmektedir ve SiCN tabakası ile nispeten zayıf bir arayüz yol kusurlar / kusurların en yüksek miktarda sahip olması beklenmektedir. Önemli Cu hareketi sağlayan difüzyon süreçleri, orada meydana gelmelidir. elektronik iletim mekanizması, Cu difüzyon önceki ve dielektrik hasara yol açan, theref, Poole-Frenkel davranışı takip etmelidircevher √E-modeli lehine. Bu modelden bir sapma nedeniyle makul test sürelerini sağlamak için gerekli büyük önyargıları henüz Burada önerilen deneysel yöntemle çıkarılabilir edilemez. Bu konu söz konusu olduğunda bu uygulanan gerilimleri düşürülmesi ve burada tarif edilen deneysel yöntem rafine gelecekteki görevlerden biri olmalıdır elektrik alanları ile sonuçlanır. Gerçek çip işletim önyargıların 1 Burada uygulanan gerilimler oldukça yüksektir V. 3 mertebesindedir, bu nedenle diğer etkileri yüksek gerilimlerde daha baskın bir rol oynayabilir. Bu amaçla, yeni test yapılar 20 ila 50 nm mertebesinde önemli ölçüde düşmüş bir boşluk sahip olan tasarlanmıştır. Sonra, küçük gerilimler uygulanabilir ve deneysel veriler hala zaman makul bir miktarda elde edilebilir. muhtemelen dielektrik bir hasar meydana gelmesi için bir eşik varlığına düşük önyargılara çıkarıldı Cu hareketi, daha sonra uygulanan çapraz ve zamanın bir fonksiyonu olarak karakterize edilebilir. Bu çabalar will önümüzdeki çalışmanın parçası olmak ve kanıtlamak veya bir fiziksel hasar mekanizması açısından şu anda düşük önyargıları 10'da TDDB etkilerini açıklamak için en olası model darbe hasar modeli, çürütmek olabilir.
Uzamsal çözünürlük 10 nm daha az için gelişmiş olabilir, eğer İletim X-Işını Mikroskobu (TXM) yanı sıra, bu deney için kabul edilebilir. Daha da önemlisi, daha iyi iletim kabiliyeti TEM daha düşük radyasyon dozu diğer aktif mikroelektronik cihazlar üzerinde uygulama artırabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Automatic Dicing Saw | DISCO Kiru-Kezuru-Migaku Technologies | ||
| Scanning Electron Microscope | Zeiss | Zeiss Nvision 40 | |
| Picoindentor | Hysitron | Hysitron Pi95 | |
| Keithley SourceMeter | Keithley | Keithley 2602/237 | |
| Transmission Electron Microscope | FEI | FEI Tecnai F20 | |
| Transmission Electron Microscope | Zeiss | Zeiss Libra 200 |
References
- Edelstein, D., et al. Full Copper Wiring in a Sub-0.25 µm CMOS ULSI Technology. IEDM Tech. Dig. , 773-776 (1997).
- List, S., Bamal, M., Stucchi, M., Maex, K. A global view of interconnects. Microelectron. Eng. 83 (11/12), 2200-2207 (2006).
- Meindl, J. D., Davis, J. A., Zarkesh-Ha, P., Patel, C. S., Martin, K. P., Kohl, P. A. Interconnect opportunities for gigascale integration. IBM J. Res. Develop. 46 (2/3), 245-263 (2002).
- Zhang, X. F., Wang, Y. W., Im, J. H., Ho, P. S. Chip-Package Interaction and Reliability Improvement by Structure Optimization for Ultralow-k Interconnects in Flip-Chip Packages. IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 12 (2), 462-469 (2012).
- Lee, K. D., Ogawa, E. T., Yoon, S., Lu, X., Ho, P. S. Electromigration reliability of dual-damascene Cu/porous methylsilsesquioxane low k interconnects. Appl. Phys. Lett. 82 (13), 2032 (2003).
- Zschech, E., et al. Stress-induced phenomena in nanosized copper interconnect structures studied by x-ray and electron microscopy. J. Appl. Phys. 106 (9), 093711 (2009).
- Tan, T. L., Hwang, N., Gan, C. L. Dielectric Breakdown Failure Mechanisms in Cu-SiOC low-k interconnect system. IEEE Trans. Bimodal. 7 (2), 373-378 (2007).
- Zhao, L., et al. Direct observation of the 1/E dependence of time dependent dielectric breakdown in the presence of copper. Appl. Phys. Lett. 98 (3), 032107 (2011).
- Breuer, T., Kerst, U., Boit, C., Langer, E., Ruelke, H., Fissel, A. Conduction and material transport phenomena of degradation in electrically stressed ultra-low-k dielectric before breakdown. J. Appl. Phys. 112 (12), 124103 (2012).
- Lloyd, J. R., Liniger, E., Shaw, T. M. Simple model for time-dependent dielectric breakdown in inter- and intralevel low-k dielectrics. J. Appl. Phys. 98 (8), 084109 (2005).
- A Comprehensive Study of Low-k SiCOH TDDB Phenomena and Its Reliability Lifetime Model Development. Chen, F., et al. 44th Annual International Reliability Physics Symposium Proceedings, 2006 Mar 26-30, San Jose, California, , 46-53 (2006).
- Wu, W., Duan, X., Yuan, J. S. Modeling of Time-Dependent Dielectric Breakdown in Copper Metallization). IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 3 (2), 26-30 (2003).
- Achanta, R. S., Plawsky, J. L., Gill, W. N. A time dependent dielectric breakdown model for field accelerated low-k breakdown due to copper ions. Appl. Phys. Lett. 91 (23), 234106 (2007).
- Chen, F., Shinosky, M. Soft breakdown characteristics of ultralow-k time-dependent dielectric breakdown for advanced complementary metal-oxide semiconductor technologies. J. Appl. Phys. 108 (5), 054107 (2010).
- An Experimental Methodology for the In-Situ Observation of the Time-Dependent Dielectric Breakdown Mechanism in Copper/Low-k On-Chip Interconnect Structures. Yeap, K. B., et al. 51st Annual International Reliability Physics Symposium, , (2013).
- Yeap, K. B., et al. In situ study on low-k interconnect time-dependent-dielectric-breakdown mechanisms). J. Appl. Phys. 115 (12), 124101 (2014).
- Liao, Z. Q., et al. In-situ Study of the TDDB-Induced Damage Mechanism in Cu/Ultra-low-k Interconnect Structures. Microelectron. Eng. In Press, (2014).
- Liao, Z. Q., et al. A New In Situ Microscopy Approach to Study the Degradation and Failure Mechanisms of Time-Dependent Dielectric Breakdown: Set-Up and Opportunities. Adv. Eng. Mater. 16 (5), 486-493 (2014).
- Lee, Z., Meyer, J. C., Rose, H., Kaiser, U. Optimum HRTEM image contrast at 20 kV and 80 kV-Exemplified by graphene. Ultramicroscopy. 112 (1), 39-46 (2012).
- Bell, D. C., Russo, C. J., Kolmykov, D. V. 40 keV atomic resolution TEM. Ultramicroscopy. 114, 31-37 (2012).
- Kaiser, U., et al. Transmission electron microscopy at 20 kV for imaging and spectroscopy. Ultramicroscopy. 111 (8), 1239-1246 (2011).
- Egerton, R. F. Control of radiation damage in the TEM. Ultramicroscopy. 127, 100-108 (2013).
- Jiang, N. Damage mechanisms in electron microscopy of insulating materials. J. Phys. D: Appl. Phys. 46, 305502 (2013).
- Buban, J. P., Ramasse, Q., Gipson, B., Browning, N. D., Stahlberg, H. High-resolution low-dose scanning transmission electron microscopy. J. Electron Microsc. 59 (2), 103-112 (2010).
- Egerton, R. F., Li, P., Malac, M. Radiation damage in the TEM and SEM. Micron. 35 (6), 399-409 (2004).
