Electrodeposition of CuNi10% Alloys for Stacked Integrated Circuits Applications

ic-school-black-48dp-14
Categorie
Doctoraatsverdediging
Datum
2022-06-30 10:00
Locatie
KU Leuven, Thermotechnisch Instituut, Aula van de Tweede Hoofdwet, 01.02 - Kasteelpark Arenberg 41
3001 Leuven, België

Promovendus/a: Karel Haesevoets

Promotor(en): Prof. dr. Philippe Vereecken, Dr. Harold Philipsen

Electrodepositie wordt vaak gebruikt voor het produceren van micro-elektronica componenten. Dit is vooral te weidden aan de mogelijkheid tot het relatief snel vullen van patronen met een hoge aspectverhouding en complexe geometrie. Dit leidt tot een hoge verwerkingssnelheid en lage productiekosten. Bijvoorbeeld, koper- (Cu) depositie van elektrische contacten op geïntegreerde circuits is de productiemethode bij voorkeur. De karakteristieke afmetingen van de Cu-lijnen kan variëren van tientallen nanometers tot tientallen micrometers en aspectverhoudingen kunnen klimmen tot 25. Er zijn echter vele toepassingen die element deposities vereisen van Sn, Ni, Co, Ag, of legeringen als Sn-Cu, Cu-Ni, Sn, Ag, Sn-Bi, etc.

In dit project wordt een diepgaande kennis opgedaan van het CuNi legeringsdepositieproces ter gebruik in mogelijke 3D SIC (driedimensionale gestapelde geïntegreerde circuits) en energieopslagtoepassingen. Typische depositiebaden bestaan uit een basiselektrolyt en mogelijk zowel anorganische als organische componenten, vaak additieven genoemd. Deze spelen een kritische rol in de productie van defect-vrije structuren. Het interactiemechanisme van deze additieven is niet goed begrepen, resulterend in de nood voor zowel langdurige als dure trial-and-error laboschalige en macroscopische (wafer-niveau) experimenten uitgevoerd moeten worden telkens de gegeven grootte en aspectverhouding verandert. Een diepgaande kennis van het depositiemechanisme en zijn effect op de elementaire samenstelling (Cu:Ni 9:1) en morfologie van de gedeponeerde structuur zou moeten leiden tot een vereenvoudigde determinatie van de depositieparameters en overeenkomstige ontwerpvereisten voor een gegeven materiaal en toepassing.

Het hoofddoel van dit project is het bereiken van een galvanostatische depositie van een CuNi10% legering met een vlakke oppervlakteruwheid in photoresistpatronen verdeeld over een volledig waferoppervlak.

Fysisch-chemische karakterisatietechnieken (SEM, EDX, XRD, XPS, etc.) zullen aangewend worden tezamen met klassieke elektrochemische toestellen en methoden, waaronder de rotating disc electrode (RDE) en cyclische voltammetrie. Zij zullen leiden naar de benodigde informatie betreffende het reactiemechanisme in de relevante depositiebaden. De verkregen data zal gebruikt worden voor het opwaarderen en het ondersteunen van de ontwikkeling van nieuwe 3D SIC- en energieopslagtoepassingen.

 
 

Alle datums

  • 2022-06-30 10:00

Powered by iCagenda