Schlechte Bondkontakte

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Marta Maurer
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1 Siemens Corporate Technology - Analytics ISO 91:28 certified Schlechte Bondkontakte Dr. Thomas Berthold CT RTC MAT Analytics Phone: +49 () Fax: +49 () thomas.berthold@siemens.com Job No. T-DFRE Siemens AG Corporate Research and Technologies Management: Norbert Gaus Otto-Hahn-Ring Muenchen Germany Tel.: +49 (89) 636 Fax: +49 (89) Siemens Aktiengesellschaft: Chairman of the Supervisory Board: Gerhard Cromme; Managing Board: Joe Kaeser, Chairman, President and Chief Executive Officer; Roland Busch, Lisa Davis, Klaus Helmrich, Janina Kugel, Siegfried Russwurm, Ralf P. Thomas Registered offices: Berlin and Munich, Germany; Commercial registries: Berlin Charlottenburg, HRB 123, Munich, HRB 6684 WEEE-Reg.-No. DE

2 Job Details Customer: Silvia Krivokuca; Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft, Otto-Hahn-Ring 6, München Task: Oberflächen und Querschnitte durch Bondpads Methods: REM, EDX Sample: Taiyo Results: Die P-Barriereschicht zeigt Fehler in Form von Spalten. In diesen Bereichen ist Sauerstoff und Gold in die Schichten eingedrungen, die Barriereschicht ist oxydiert, die Goldschicht nicht dicht. Bei der Taiyo-Probe ist stellenweise sogar das Kupfer von der Galvanikflüssigkeit angegriffen worden. Vermutlich konnte die Kupferoberfläche nicht ausreichend gereinigt werden, so dass es beim Abscheiden der Barriere zur Bildung von Spalten und Kanälen kam. Durch diese Spalte drang Sauerstoff und Goldgalvanik ein, hier wurden Reste der verschiedenen Bäder eingeschlossen. Die Herstellung guter Bondkontakte sollte auf diesen Metallflächen nicht möglich sein. Seite 2 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

3 Taiyo, Querschnitt Die P-Schicht weist sehr viele Fehlstellen auf mit Spalten und Oxid. Bei der abscheidung von Gold ist dort eingedrungen (helle Strahlen). Das Oxid hat sich stellenweise ins Kupfer hineingefressen. P Oxid Spalte Cu Seite 3 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

4 Taiyo, Querschnitt Die Goldschicht ist gut 6 nm stark, die P-Barriere 1.67 bis 1.73 µm, die Dicke schwankt auffallend. Seite 4 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

5 Taiyo, Querschnitt, EDX normales P Die Barriereschicht ist oxydiert, Gold ist eingedrungen 6 45 C P O C O P Seite 5 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

6 Taiyo, Querschnitt, EDX C O Cu In der Goldschicht sind auch und Cu nachweisbar, vermutlich verteilt von Resten des Galvanikbades, die in den Spalten eingeschlossen waren Seite 6 von T.Berthold CT RTC MAT ANA C O In den Defektstellen ist neben auch Cu vorhanden Cu Cu

7 Taiyo, Oberfläche Die Goldoberfläche zeigt Spalte (Pfeile). Seite 7 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

8 Taiyo, Oberfläche Seite 8 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

9 Taiyo, Oberfläche, EDX EDX-Analyse von einem Fleck auf der Oberfläche. Der Fleck liegt in einer Mulde, ist also nicht aufgeschmiert, das Material ist wohl aus einem Spalt ausgetreten C O NaAl Cl Cl K ffallend ist die hohe Konzentration an C, der Fleck besteht im Wesentlichen aus organischem Material. liegt ebenfalls an der Oberfläche, das weiche -L Signal (blauer Pfeil) wäre sonst nicht zu beobachten gewesen. Die Elemente Na, Cl und K stammen von Fingerabdrücken. Seite 9 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

10 Taiyo, Oberfläche, EDX ch auf der sauber erscheinenden Oberfläche sind bereits geringe -Spuren vorhanden (blauer Pfeil), aber keine weiteren auffallenden Kontaminationen C Seite 1 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

Es handelt sich vermutlich um die Mündungen von Kanälen, die von

11 Taiyo, Oberfläche An den Hügeln der Metalloberfläche werden zahlreiche Poren beobachtet. Es handelt sich vermutlich um die Mündungen von Kanälen, die von Defektstellen durch die Goldschicht an die Oberfläche führen. Seite 11 von T.Berthold CT RTC MAT ANA

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