单轴微拉伸法对TSV互连铜的力学性能的研究

摘要

随着电子产品的微型化趋势，芯片的三维集成概念应运而生，并通过硅通孔(TSV-through silicon via)技术得以实现。本文提出了一个方法简便、易于操作的测试TSV中互连铜(Cu-TSV)的力学性能的单轴微拉伸方法。首先，利用有限元分析优化设计Cu-TSV微拉伸试样的支撑框架结构，有效减小试样在制作及操作过程中的损伤；其次，种子层采用溅射Ti膜取代传统的溅射Cr／Cu膜，减小了电镀过程中的应力，避免了对种子层碱性刻蚀时对试样的腐蚀。最后，采用单轴微拉伸系统对优化设计与制备的Cu-TSV微拉伸试样进行测试。经测试得到的Cu-TSV的杨氏模量与抗拉强度为25.4～32.9GPa和574～764MPa。