最大布线层数 13 13 15 16

由于信息时代化的飞速发展，现代电子元器件的集成度和运行速度要求越来越严格，与此同时器件功耗也变得越来越明显，必将会因此导致电路发热量的明显提高，使工作温度不断上升。在半导体器件中，每当温度升高16℃，引起失效可能性的几率就会增加3-6倍。此外，分布不均匀的温度也会导致电子元器件的相关噪音明显增加。为了处理这些出现的问题，开发低生产成本、高传导热、易于加工、低热膨胀、电可靠性高的封装材料已成为当务之急。

1。2 相关原理论述文献综述

1。2。1 所应用材料介绍

传统的封装材料因为具有一些不可避免的问题，只能部分的满足电子封装的发展要求。表三展示了部分金属的特征。In、Ko的加工属性好，具有比较低的热膨胀系数，但热性能却非常差；Mo和W的热膨胀系数虽然低，但导热性能远远的高于In和Ko，并且强度和硬度都很高，因而，Mo和W在半导体及相关行业中得到了较为广泛的应用。但是由于Mo和W价格较高、加工比较困难、可焊性较差、密度大，导热性能也比纯Cu要低[4]，综合上面这些问题，阻碍了其进一步在相关领域的应用。虽然Cu和Al的导热导电性能较好，可是由于热膨胀系数过大，也容易产生热应力问题。

表1-3 传统封装金属材料的一些基本特征

材料 α1/10-6K-1 λ/(W•m-1•K-1) ρ/(g•cm-3) 比热导率/(10-2•W•cm2•K-1•g-1)

Al 22 220 2。8 81

Cu 18 399 9。0 46

Mo 4。9 141 10。3 13。7

W 4。4 173 20。1 7。9

In 0。3 12 8。04 2。3

Ko 6。0 18 8。4 2。1

由于Cu具有较低的阻抗、较好的抗电子迁移能力、熔点高、电阻率低等优点成为现代主要的互连线材料，逐步取代Al连接材料作为主流在被广泛研究和应用。其中向Cu膜中直接加入少量合金元素,使得制备的无扩散阻挡层具有良好的阻挡性能。然而采用Cu作为互连的材料也有一些缺点[6]，Cu原子较为活泼并可在低温下穿过Cu薄膜和阻挡层界面中由于工艺缺陷存在的晶粒边界或空洞等穿过界面，到达Si衬底表面，与界面上Si发生反应，形成Cu-Si化合物，引起器件性能衰减。与其相匹配的Cu/SiO2薄膜结构作为阻挡层材料介质层时，由于每层薄膜之间的物理特性相差较远，在使用过程中非常容易产生各种界面的问题[6]，如金属层与介质层之间的热膨胀系数相差较大，当环境温度升高时，很容易造成热应力，引起电路失效，因此对工艺的要求非常高。