環境制御型超高圧電子顕微鏡を用いたその場観察による Al/Cu 接合故障解析
2019 年 41 巻 4 号 p. 233-238
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2019 年 41 巻 4 号 p. 233-238
半導体デバイス製品の信頼性において，Al パッド / Cu ワイヤ界面の接合強度を向上させることは重要な課題の一つである．Cu ワイヤは Au ワイヤと比較して高温環境下での酸化が課題となっている．そ こ で， 環 境 制 御 型 超 高 圧 電 子 顕 微 鏡（ 以 下 UHV_ETEM：Ultra-High Voltage Environmentally Transmission Electron Microscope）を用い，できるだけバルクに近い状態で Al/Cu 界面のその場観察を実施した．その結果，Al/Cu 加熱によって合金形成が進む様子をその場観察し，Al 粒界に沿って合金化が進むこと，さらに，合金形成にともなう Al/Cu 界面近傍の構造変化の様子を詳細に捉えることに成功した．また Al/Cu 界面の加熱，ガス雰囲気実験では，Al/Cu 界面の Cu 側に空隙が観察され Cu が脆弱であることが分かった．本手法は組成の構造変化を伴う故障メカニズムの解明に有効であると考えられる．
