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SYB: Symposium Elastische und plastische Eingenschaften dünner Filme

SYB 2: Postersitzung (gemeinsam mit M, AM, DS, DF,TT)

SYB 2.8: Poster

Donnerstag, 26. März 1998, 15:10–19:10, A (Sammelgeb"aude)

Mechanische Eigenschaften dünner polykristalliner Kupfer-
schichten — •R.-M. Keller, A. Kretschmann, S. Baker und E. Arzt — MPI für Metallforschung und Universität Stuttgart, Stuttgart

Kupfer stellt aufgrund seiner höheren elektrischen Leitfähigkeit eine Alternative zu Aluminium als Leiterbahnmaterial in mikroelektronischen Bauelementen dar. Andererseits muß beachtet werden, daß die thermischen Spannungen in Kupfer sehr viel höher sind als in Aluminium, was zu Zuverlässigkeitsproblemen führen kann. Ein genaueres Verständnis des auftretenden Spannungsverhaltens ist notwendig, um die Belastungsgrenze des Materials vorhersagen zu können. Wir haben den Spannungsverlauf während thermischer Zyklen ausführlich untersucht, wobei sowohl eine röntgenographische als auch die Substratkrümmungsmethode verwendet wurden. Für die dünnen Schichten werden Abweichungen vom bekannten Verhalten des Massivmaterials beobachtet. So erträgt eine dünne Schicht beispielsweise sehr hohe Raumtemperaturspannungen. Dies kann durch behinderte Versetzungsbewegung sowohl auf Basis der eingeengten Geometrie wie auch auf Grund der besonderen Mikrostruktur (kleine Korngröße und sehr hohe Versetzungsdichte) erklärt werden. Die Verfestigungsbeiträge aus dem Dünnschichteffekt (Einfluß der Schichtdicke, Existenz einer Passivschicht) und aus der klassischen Feinkornhärtung und Kaltverfestigung werden ausführlich diskutiert.