Elektrochemische Abscheidung von Sondermaterialien

Palladium-Zinn Schichtstapel als 40 Bi-Layer

Elektrochemische Abscheidung von Sondermaterialien

Drahtbonds auf ECD-Aluminium

Elektrochemische Abscheidung von Sondermaterialien

FIB-Schnitt durch Gold-Zinn-Schicht

Forschungsschwerpunkt Elektrochemische Abscheidung

Abscheidung von Sondermaterialien

Zur Herstellung von Bondzwischenschichten werden in der Abteilung System Packaging auch elektrochemisch abgeschiedene Metallschichten für das Waferbonden untersucht. Für das SLID-Bonden gibt es eine Vielzahl von Metallkombinationen, welche elektrochemisch hergestellt werden können. Dazu gehören z.B. Cu-Sn, Au-In, Cu-In, Au-Ga, Cu-Ga. Jede dieser Kombinationen erfüllt dabei unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf die Bondtemperatur, die Schmelztemperatur der intermetallischen Phase oder der Stabilität gegenüber Umwelteinflüssen.

Weiterhin werden nanoskalige Multi-Schichtsysteme (Pd-Sn) für das reaktive Waferbonden untersucht. Traditionell werden diese Systeme mittels PVD-Prozess hergestellt. Die elektrochemische Metallabscheidung könnte hier zu einer großen Kosteneinsparung führen und die Herstellung der Schichtsysteme kommerzialisieren.

Neben der Abscheidung aus wässrigen Elektrolyten wird auch die Abscheidung aus ionischen Flüssigkeiten (ionic liquids: ILs) untersucht. Der Fokus liegt dabei auf der Aluminium Abscheidung für Anwendungen als elektrisch und thermisch leitfähige Schichten und Bondschichten in der Mikrosystemtechnik und der Leiterplattenindustrie. Weiterhin können dicke Al-Schichten der Herstellung von Al2O3-Membranen dienen.

Anwendungen

Nachfolgend sind die unterschiedlichen und potentiellen Einsatzgebiete der Metallschichten aufgelistet:

Anwendung

Material

Substratgröße

Bondzwischenschicht

Cu, Au, Sn, AuSn (eutekt.), In, Ga, SnAg, Al (ILs)

100 mm … 200 mm

 

Multi-Schichtsysteme für das reaktive Waferbonden

 

Pd, Sn

Bumping (UBM, pillars, solder bumps)

 

Ni, Au, Cu, Sn, SnAg, AuSn (eutekt.), Al (ILs)

Through Silicon Vias (TSVs)

Cu, Al (ILs)

 

Equipment

Das zur Verfügung stehende Equipment und Prozesse werden mit der Abteilung Back End of Line geteilt:

  • Halbautomatische Abscheideanlage mit vertikaler Waferaufnahme für 100 mm bis 200 mm Wafer (Ramgraber)
  • Halbautomatischer Fountain Plater mit horizontaler Waferaufnahme für 100 mm bis 200 mm (RENA)
  • Rack-Anlage für Wafer bis 200 mm (Walter Lemmen)
  • Mobile Abscheidezelle für die Abscheidung aus ILs für 100 und 150 mm Wafer (Silicet AG)
  • Mobile Abscheidezelle für die Abscheidung von AuSn8020 eutektischer Legierung auf 150 und 200 mm Wafer (Silicet AG)
  • Grundlagen Untersuchungen werden in einer Hull Zelle bzw. im Becherglas durchgeführt
  • Verschiedene Pulsstromquellen (plating electronic) und ein Potentiostat VersaSTAT3 (Princetion Applied Research)