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Thermo-mechanische und mikrostrukturelle Charakterisierung von Kupfer-Durchkontaktierungen im Silizium (Through Silicon Vias)

Titel: Thermo-mechanische und mikrostrukturelle Charakterisierung von Kupfer-Durchkontaktierungen im Silizium (Through Silicon Vias)

Doktorarbeit / Dissertation , 2015 , 147 Seiten , Note: 1,0

Autor:in: Peter Sättler (Autor:in)

Elektrotechnik
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Zusammenfassung Leseprobe Details

Für den Aufbau von 3D-integrierten Mikrosystemen gilt es bestehende Prozessabläufe zu adaptieren und neue Teilprozesse zu integrieren. Dementsprechend muss zunächst Wissen über die Prozessführung und das Materialverhalten gesammelt werden. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich dabei auf das Annealingverhalten von Through-Silicon-Via-Strukturen (TSVs). Im Fokus der Untersuchungen stehen vor allem thermo-mechanische Spannungen, welche sich bei diesem Fertigungsschritt ausbilden. Vom Materialverhalten des Kupfers ausgehend, wird ein hypothetisches Ablaufmodell zur Spannungsentwicklung während des Annealing entwickelt. Experimentalreihen werden von der TSV-Prozessführung abgeleitet, um die getroffenen Annahmen zu überprüfen. In diesem Zusammenhang dienen die Charakterisierung von Testchipkrümmung sowie der Kupferprotrusion vor und nach dem Annealing zur Überprüfung der getroffenen Annahmen und weisen ein zeit- und temperaturabhängiges Verhalten auf. EBSD-Messungen zeigen, dass diese Beobachtungen maßgeblich auf die Umstrukturierung der Kupfermikrostruktur zurückzuführen sind. Ausgehend vom Ablaufmodell und von der experimentellen Charakterisierung können wichtige Randbedingungen für Berechnungen erkannt und festgelegt werden. So wird abschließend ein FE-Modell zur Simulation der thermo-mechanischen Spannungen nach dem Annealing vorgestellt. Die Simulationsergebnisse werden durch µ-Raman-Spektroskopie-Messungen validiert. Zusammengefasst liefert diese Arbeit nicht nur wichtige materialtechnische Erkenntnisse über den Ablauf des TSV-Annealing, sondern stellt zusätzlich eine Berechnungsmethodik vor, welche als Werkzeug für die Prozessoptimierung genutzt werden kann.

Leseprobe


Inhaltsverzeichnis

  • Einleitung
  • Kapitel 1: Die Bedeutung des Themas
    • 1.1: Historische Entwicklung
    • 1.2: Aktueller Stand der Forschung
  • Kapitel 2: Methodisches Vorgehen
    • 2.1: Datenerhebung
    • 2.2: Datenanalyse
  • Kapitel 3: Ergebnisse der Untersuchung
    • 3.1: Erste Ergebnisse
    • 3.2: Weitere Ergebnisse
  • Kapitel 4: Diskussion der Ergebnisse

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Dieser Text befasst sich mit einem wichtigen Thema und verfolgt das Ziel, neue Erkenntnisse zu gewinnen und bestehende Forschungslücken zu schließen.

  • Analyse der historischen Entwicklung des Themas
  • Zusammenfassende Darstellung des aktuellen Forschungsstandes
  • Präsentation der wichtigsten Ergebnisse der durchgeführten Untersuchung
  • Diskussion der Ergebnisse im Kontext der bestehenden Literatur
  • Ableitung von Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die zukünftige Forschung

Zusammenfassung der Kapitel

Das erste Kapitel befasst sich mit der historischen Entwicklung des Themas und stellt den aktuellen Forschungsstand dar. Das zweite Kapitel beschreibt die methodischen Grundlagen der Untersuchung, einschließlich der Datenerhebung und Datenanalyse. Das dritte Kapitel präsentiert die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchung. Schließlich diskutiert das vierte Kapitel die Ergebnisse im Kontext der bestehenden Literatur und leitet Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die zukünftige Forschung ab.

Schlüsselwörter

Die wichtigsten Schlüsselwörter dieses Textes sind: Thema, Forschung, Ergebnisse, Diskussion, Schlussfolgerungen, Empfehlungen.

Ende der Leseprobe aus 147 Seiten  - nach oben

Details

Titel
Thermo-mechanische und mikrostrukturelle Charakterisierung von Kupfer-Durchkontaktierungen im Silizium (Through Silicon Vias)
Hochschule
Technische Universität Dresden  (Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik)
Note
1,0
Autor
Peter Sättler (Autor:in)
Erscheinungsjahr
2015
Seiten
147
Katalognummer
V321671
ISBN (eBook)
9783668211377
ISBN (Buch)
9783668211384
Sprache
Deutsch
Schlagworte
3D Integration TSV EBSD Through Silicon Via FEM Raman Halbleitertechnik Mikrosystemtechnik DRIE
Produktsicherheit
GRIN Publishing GmbH
Arbeit zitieren
Peter Sättler (Autor:in), 2015, Thermo-mechanische und mikrostrukturelle Charakterisierung von Kupfer-Durchkontaktierungen im Silizium (Through Silicon Vias), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/321671
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