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穿透硅通孔互连结构的湿-热应力有限元分析
  • ISSN号:1003-353X
  • 期刊名称:半导体技术
  • 时间:0
  • 页码:889-893
  • 分类:TN305.94[电子电信—物理电子学] TN306[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10902048;11162014)
  • 相关项目:硅通孔技术中碳纳米管互连结构的失效机理研究
中文摘要:

对穿透硅通孔(TSV)互连结构的湿-热应力问题进行了有限元分析。首先模拟了在二氧化硅和氢基半硅氧烷(HSQ)低k材料TSV互连结构在回流焊过程中,因热膨胀系数不匹配而引入的热应力,然后预测了HSQ基TSV互连结构在潮湿环境下因湿膨胀系数不同引起的湿应力,以及湿-热环境下的湿-热应力分布。结果表明:湿气会提高TSV结构界面处的等效应力,但湿气对铜线中的应力影响较小。湿-热应力集中主要出现在HSQ材料和与之相邻的硅上。与SiO2基TSV结构相比,HSQ基TSV结构中铜线上的应力集中得到改善,但HSQ和硅界面上的应力集中有所增加。

英文摘要:

Thermal-hygroscopic stress of through silicon vias(TSV) was investigated by using the finite element method(FEM).Firstly,the thermal expansion stresses due to the local thermal expansion mismatch among package materials in TSV with hydrogen silsesquioxane submicron(HSQ) low-k material or silicon dioxide(SiO2) were predicted during the reflow process.Secondly,the hygroscopic stress in TSV with HSQ caused by the differential hygroscopic swelling in humid environment,and thermal-hygroscopic stress distribution under the humid-thermal environment were all analyzed.The numerical results show that equivalent stress in TSV with HSQ is increased by moisture.The moisture absorption has little influence on the equivalent stress in the copper wire.The thermal-hygroscopic stress concentration mainly appears in the interface between HSQ and neighbored Si.Compared with the SiO2-based TSV,the stress concentration of the copper wire in the HSQ-based TSV can be reduced significantly,while larger stresses are found in the interface of the HSQ and Si.

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期刊信息
  • 《半导体技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第十三研究所
  • 主编:赵小玲
  • 地址:石家庄179信箱46分箱
  • 邮编:050051
  • 邮箱:informax@heinfo.net
  • 电话:0311-87091339
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-353X
  • 国内统一刊号:ISSN:13-1109/TN
  • 邮发代号:18-65
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,中国科技论文统计用刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6070