先打个预防针
我是化学背景但不是半导体制程背景
(虽然我在的实验室也满像台积电在做的东西)
所以制程的详细知识我也不是很懂
我在实验上会用到的镀层方法是电化学镀层与物理气相沉积(热蒸镀)
跟化学气相沉积不太熟
有关于半导体的英文术语也可能翻错
欢迎有更专业背景的板友帮忙在推文补充或打脸我缺漏/讲错的地方
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推 smallreader: 氧化应该就是电子迁移的另一个说法吧 111.254.173.212 07/21 00:16
不是，氧化与电迁移是两回事
电迁移是电子的动量传递给金属原子核(金属离子)
导致原子核离开原本在晶格中的位置 形成缺陷
简单说就是原子核被电子撞开错位
想像你用一大堆绿豆砸一颗篮球
篮球会被绿豆撞离原位
尽管过程很缓慢 不容易观察
这个过程是动量的转移
不需牵涉氧化还原
-以下是氧化机制的翻译-
影片13:37处开始
GN聘请的FA lab(故障分析实验室，下文简称FA)
对于故障原因是氧化这一假说的叙述
首先是FA对于TaN镀层的说明 作为背景知识
https://i.imgur.com/ljUV31R.png
TaN作为阻障层防止铜扩散到介电质层(玻璃)
在制程中以原子层沉积(ALD)的方式涂布于(芯片的)拓朴结构
先于via孔的外壁镀上TaNx与铜种子层之后
再沉积铜 使via孔填满金属铜
(中间这段是FA有附上一些文献说明
大致是在叙述ALD这项技术的限制
最近实验很忙我有空再翻qq)
TaNx在金属层的各处都会用上
因此所有的层都可能被影响
这也证实了这并非中介层的问题
https://i.imgur.com/miORnRf.png
以TaN原子镀层来说
如要防止被镀材料层(铜)的氧化
反应前驱物与反应条件的选择是至关重要的
以下是ALD前驱物可能导致铜氧化的原因：
https://i.imgur.com/xX9jOXh.png
1. 含氧前驱物:
某些前驱物可能含有氧
或会在反应过程中释出含氧的副产物
如果这些副产物接触到铜 可以使铜表面氧化
https://i.imgur.com/cjbDv0d.png
2. 水作为共同反应物:
如果水是ALD其中一种反应物
由于其具有氧化能力(应该是能促进/催化氧化过程)
可以导致氧化铜的生成
水经常被用于ALD制程来生成金属氧化物
需谨慎控制水存量以防止铜氧化
https://i.imgur.com/WR7um68.png
3. 温度与电浆条件:
ALD制程中使用的高温与电浆条件可促使氧扩散进铜金属层导致铜氧化
电浆提供的能量可以更完整地分解反应前驱物
进而可能使更多含有活性氧的物质被释放出来
https://i.imgur.com/UX6XxRI.png
4. 不完善的清洁过程:
在ALD过程中，在分次加入前驱物的步骤之间
反应腔体会被清洁以去除多余的反应物与副产物
不完整的清洁可使含氧的残留物与后续步骤中生成的铜表面反应
最后FA附上了一个芯片的剖面图for科普用途
应该是wiki或哪里找来的 结构并不仅限于intel做的IC
以上大概四酱
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以上假说要待FA分析完才有定论
FA事先有向GN预警 要分析这么复杂的结构问题
实验室评估其分析成功率只有大约50%
一般来说他们都是分析多个样品
GN说会送尽可能多的样品给FA
也说仍在等FA报价
分析每颗CPU的花费可能会到五位数镁
如果真的这么贵 GN只能给一两颗CPU 总之会尽力送样
很可能在分析结果出来之前 intel就给官方说明/解法
但也没关系 这分析依然能提供很多资讯
也能用来检验intel丢出来的东西