健那绿B平整剂对芯片互连钴的电沉积成核机理研究

目的探究了钴互连金属电子电镀工艺中的电镀成核机理,使用健那绿B(Janus Green B,JGB)对钴的电沉积进行进一步优化,并研究了JGB在改善电镀质量过程中的作用机理。方法采用电化学测试方法包括循环伏安、电流瞬态曲线,以及表征方法包括扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射光谱(XRD),对钴在阻挡层Ti N上的电子电镀机理以及JGB作用下的成核特点及晶体特性等进行研究。结果测试得到了关于体系的电化学曲线以及薄膜微观表征图样,发现了JGB的成核特征,并在无金属阳离子的体系下进行对照实验,进而得出JGB对钴电沉积体系的影响机理。结论JGB促进了体系氢还原的进行,并改变了钴的成核特征,包括成核大小和数目,进而提升了电沉积质量,实现了更高的薄膜沉积覆盖率。JGB在体系中发生一系列电化学反应生成产物γ,产物γ由于带有不饱和N原子(显正电),会优先吸附到阴极的凸起处,γ分子剩余C—H—N结构可以抑制新的钴原子成核,从而增强电极表面还原沉积的平整度,使晶粒生长更加均匀。

高速电镀铜技术在先进封装金属互连中的研究进展

简单阐述了高速电镀铜技术在先进封装金属互连结构中的应用,重点介绍了电镀液、电镀设备和工艺控制三个因素对电镀速率和质量的影响,并对国内外电镀液添加剂种类、电镀液配方、电镀设备对流传质速率、电镀设备电流密度控制能力以及电镀工艺参数优化等因素对高速电镀铜沉积速率和质量的影响进行了评述。最后,总结了不同晶粒取向和晶粒大小的铜镀层在先进封装混合键合技术中的应用优势,并展望了高速电镀技术未来的应用领域与发展方向。

金属互连及其湿电子化学品的发展研究

随着集成电路关键尺寸的逐步减小,图形形貌分辨率要求提高。本文系统性地探讨了集成电路互连金属的发展路线,归纳了相应的湿电子化学品在清洗和电镀方面的工作原理,并阐述了光刻胶的发展路程以及抗反射涂层的基本原理。最后对互连材料以及湿电子化学品的未来要求进行了总结和展望。

基于电流体动力喷射的多层柔性电路垂直互联结构打印技术研究

柔性可拉伸电子器件在可穿戴电子产品和软体机器人等领域应用广泛。为了实现高度集成,不同层之间的电子器件需要通过垂直互联来连接在一起,因此,实现稳定的垂直互联至关重要。提出了一种可以通过电流体动力喷射直接打印低熔点液态金属立柱的方法,可以实现柔性电路的垂直互联。通过控制打印参数,可以打印出不同高度的金属立柱,以制作出不同高度的垂直互联。为了检测垂直互联结构的稳定性和可靠性,将制作的具有垂直互联通道的电路分别进行拉伸、弯曲检测,检测表明在数百次的弯曲和拉伸循环下,该电路具有稳定的电阻响应。制作了一个基于多层结构的带LED灯的无线感应线圈,以展示电流体动力喷射打印用于垂直互联的能力。

基于PSCAD/EMTDC的高压电缆护套沿线过电压计算分析

近年来高压电缆护层保护器击穿烧毁故障频出,为优化电缆接地系统设计并为保护器选型提供参考,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立电力电缆线路模型。结合实际工程中长电缆线路各类接地方式,对单相接地故障期间不同电缆长度、接地电阻、敷设回流缆的护套沿线过电压变化规律进行研究。研究结果表明,电缆末端单相接地故障后,220 kV交叉互联电缆护套沿线过电压水平在2~8 kV;对交叉互联混合单端/中间接地方式,护套连接处存在地电位升高特性,严重时达16 kV;敷设回流缆对单端接地方式电缆护套过电压抑制效果明显,利于保护器选型。

车用碳化硅功率模块的电热性能优化与评估

由于在开关速度、温度特性和耐压能力等方面的优势,SiC(silicon carbide)功率模块开始逐步应用于电动汽车的电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件,对功率模块的电热特性要求较高,因此对SiC封装提出了很大的挑战。以主流的HybridPACK Drive模块封装为例,优化设计了模块的驱动回路和DBC(direct bonded copper)布局,并引入了铜线键合技术,协同优化了模块的电热性能和可靠性。此外,采用响应面法优化了椭圆形Pin-Fin散热基板,提升了模块的散热性能。最后,分别制造了优化前、后的SiC功率模块样机作为对比,搭建了双脉冲和功率对拖实验平台,评估了2种方案的电热性能。实验结果显示,当芯片交错距离为芯片宽度的1/2时,所优化的功率模块可以在兼顾电性能的同时,实现更优异的热性能。

LaCoO3涂层对SUS 430合金连接体中温氧化行为的影响

通过溶胶-凝胶提拉法在SUS 430合金表面施加LaCoO_3钙钛矿导电涂层,并研究其对固体氧化物燃料电池(SOFC)金属连接体SUS 430合金中温氧化行为的影响.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对施加涂层合金的氧化物相结构与微观形貌进行表征,并采用"4点法"测量施加涂层合金表面氧化膜的面比电阻(ASR).750℃空气中的循环氧化结果表明,施加LaCoO_3涂层合金的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,氧化速率常数K为4.18×10^(-15)g^2/(cm^4·s),比与未施加涂层合金降低了1—2个数量级;LaCoO_3涂层有效地抑制了Cr_2O_3相的形成,减缓了MnCr_2O_4尖晶石的生长.最终使得SUS 430合金的氧化抗力和氧化后的导电性得到增强.

陶瓷表面无敏化活化法微细化学镀铜

本文提出一种新的化学镀铜工艺,与激光微细刻蚀技术相结合可在Al2O3基底上实现无敏化活化化学镀铜,获得光亮致密、分辨率较高(40μm),导电性良好的化学镀层.

半导体金属互连集成技术的进展与趋势

集成电路 (IC)技术的快速发展对金属互连技术提出了更高的要求。传统的Al金属互连技术已经不能满足现代互连技术发展的需要 ,大马士革结构的Cu金属互连技术已成为互连技术的重点发展方向之一。本文重点介绍了目前Cu互连技术及其面临的关键问题 ,同时还介绍了近期出现的新型Ag互连技术 。

集成电路互连引线电迁移的研究进展

随着大规模集成电路的不断发展,电迁移引起的集成电路可靠性问题日益凸现。本文介绍了电迁移的基本理论,综述了集成电路互连引线电迁移的研究进展。研究表明,互连引线的尺寸、形状和微观组织结构对电迁移有重要影响;温度、电流密度、应力梯度、合金元素及工作电流模式等也对电迁移寿命有重要影响。同时指出了电迁移研究亟待解决的问题。

SOFC金属连接体材料的高温氧化和导电性能

以固体氧化物燃料电池(SOFC)金属连接体为研究对象,分析了SUS 430铁素体不锈钢和Haynes 230合金在阴极气氛(空气)中模拟SOFC的高温氧化行为。利用薄膜X射线衍射技术研究了合金氧化物的相组成及演化过程,通过扫描电镜观察分析了合金氧化物表面的微观形貌和厚度。结果表明,两种合金的表面均形成了多层氧化物,它们依次为基体/Cr2O3/MnCr2O4尖晶石相。两种氧化物相分别形成于不同的氧化动力学阶段。氧化动力学外推和氧化物面比电阻估算结果表明,两种合金的高温氧化和导电性能均可满足作为SOFC金属连接体的使用要求。

SUS430合金表面喷涂LSM的浆料分散研究

以松油醇为溶剂、以三油酸甘油酯为分散剂同时进行超声处理制备了LSM粉体浆料,对SUS430合金表面进行喷涂后在N2气保护气氛下烧成制备了LSM涂层。对涂层断面进行了SEM形貌分析,结果表明,制得的LSM涂层致密且与基体结合良好,涂层平均厚度在15μm左右;对800℃下空气氛围中涂层样品在160h内的氧化增重进行了测试,结果表明,添加三油酸甘油酯和进行超声处理均可以改善LSM浆料的分散性能,但三油酸甘油酯在烧结过程中的挥发也会对LSM涂层的抗氧化性能产生负面影响。

基于气浮喷射的MEMS封装中通孔的金属互联

在微机电系统(MEMS)圆片级封装中,通孔缺陷极有可能降低芯片与外界电互联的可靠性.采用气浮沉积的方法,在通孔底部沉积纳米银浆,形成低电阻的Ag/Al/Si欧姆接触结构,解决了电极间的电学连接问题.根据AJTM300气溶胶喷射系统的特点,选择50nm粒径的纳米银浆制作通孔Ag/Al/Si欧姆接触结构;在平面圆形Al电极上气浮沉积纳米银浆,改变银浆的烧结温度,用以验证Ag对Al/Si接触电阻的影响;将此法应用于通孔互联结构中,并探究得出最优沉积时间,测量两通孔间的I-V特性.试验结果表明,采用超声雾化方式的气浮沉积方法,在通孔底部沉积15s的纳米银浆,经过300℃的烧结,可以有效填充通孔底部缺陷,并形成较低电阻的Ag/Al/Si接触结构.采用按需喷印的气浮沉积方案对通孔进行沉积,为实现MEMS芯片与外界的电互联提供了新思路.

VLSI金属互连电迁移1／f^γ噪声特性研究

通过对超大规模集成电路金属互连进行电迁移加速寿命实验和不同电迁移损伤程度的金属薄膜电阻及1/fγ噪声的测量和分析,得到了1/fγ噪声3Hz点功率谱密度和频率指数γ均随电迁移损伤程度加剧而变大的实验规律.分析表明,在同样的电迁移损伤程度条件下,1/fγ噪声点功率谱密度的相对变化量是电阻相对变化量的大约2000倍.此外,得到了1/fγ噪声频率指数随电迁移过程逐渐变大的实验规律.因此,1/fγ噪声功率谱密度和频率指数有可能作为比现在应用的电阻相对变化量更为灵敏的金属互连电迁移表征参量.

等离子喷涂燃料电池连接板LSM薄膜的性能研究

采用等离子喷涂法在SUS 430连接板基体上制备了LSM(La0.8 Sr0.2 MnO3)薄膜。用X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针分别研究了喷涂前后LSM的相组成、薄膜的表面形貌和元素分布。用图像分析法计算了薄膜的孔隙率。二支点法测量了有与无LSM薄膜的SUS 430基体在130～800℃时的电导率。结果发现,薄膜与基体结合良好,薄膜孔隙细小,均匀分布,且非连通;LSM的相组成在喷涂前后保持一致;当温度<330℃时,有LSM保护膜的连接板的电导率小于无LSM薄膜的连接板的电导率;温度>330℃,结果相反。有LSM保护膜的连接板在空气中,130～800℃下,最大电导率为0.60Ω-1·cm-1。

LaCoO_3涂层对SUS430合金连接体的表面改性研究

采用溶胶-凝胶方法于900℃的烧结温度下在SUS430合金表面制得LSC涂层,对涂层的物相、表面和断面形貌进行了分析和观察,空气氛围中测试了SUS430/LSC样品的ASR值随温度的变化和800℃下的氧化增重。结果表明,制得的SUS430合金LSC涂层为单一的钙钛矿相;涂层致密、与基体结合紧密、厚度均匀;SUS430/LSC样品的ASR值随着温度的升高呈下降趋势,温度高于400℃时与SUS430合金的ASR值差别不大;SUS430/LSC的氧化增重速率低于SUS430合金,涂层改善了SUS430合金的高温抗氧化性能。

中温SOFC金属连接体材料的氧化规律和导电行为

系统地研究了SUS430铁素体不锈钢在中温SOFC阴极气氛（空气）中的氧化动力学、表面氧化物特征以及表面氧化对导电行为的作用。通过750℃静态空气中的氧化实验得出氧化增重与氧化时间的动力学关系；采用“4点法”测量合金表面氧化膜的面比电阻（ASR）；利用XRD和SEM表征表面氧化物的相结构、微观形貌及成分。实验发现，氧化动力学符合抛物线规律，并呈现出多级氧化现象；所生成的表面氧化物主要为Cr2O3和MnCr2O4；表面氧化物的ASR与测量温度之间的关系满足Arrhenius方程，并且在600～700℃之间，其斜率发生改变。结合氧化过程中的阳离子扩散、氧化物形成热力学以及半导体的导电机理对多级氧化动力学机制、氧化物相形成规律以及面比导电行为进行了理论分析。在此基础上，对SUS430作为中温SOFC金属连接体材料的可能性做出了合理的评估。

广西某铅锌矿区水文地质及地下水重金属污染途径分析

文章在对广西某铅锌矿矿区水文地质条件分析的基础上,采用连通试验对地下水动态特征及其影响因素进行分析评价。实验结果表明,矿山区域地下水流经地下巷道携带大量重金属离子由废旧矿洞口排出地表,地表水流经地表废旧矿渣堆场携带大量污染物和矿洞水汇成溪沟,然后以地表径流方式污染长屯的土壤和水系,最终由长屯南伏流入口汇入洞零水库。尾矿库区域地下水通过地下岩溶管道和溶蚀裂隙向长屯洼地径流,经长屯南伏流入口,汇入洞零水库。

基于MCM-C工艺的3D-MCM实用化技术研究

基于MCM-C(陶瓷厚膜型)工艺,实现了三维多芯片组件(3D-MCM)封装。解决了多层基板制作、叠层间隔离及垂直定位互连等关键工艺问题。制作出层间为金属引线互连结构的3DMCM样品。该样品具有体积小、重量轻、可靠性高等优点。经使用测试,样品的技术指标完全合格,使用情况良好。

固体氧化物燃料电池金属连接体研究中若干问题的探讨

以含Mn的固体氧化物燃料电池(SOFC)金属连接体Fe-Cr-Mn合金为研究对象,探讨了目前在研究过程中面比电阻理论,面比电阻实验测试和合金表面氧化物XRD谱分析中存在的几个问题.导出了正确的面比电阻公式,对氧化合金表面生成的氧化物相结构进行了深入探讨.