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Al, Ag 박막에서 Electromigration과 Adhesion에 관한 연구
김대일(D.I. Kim),전진호(J.H. Jeon),박영래(Y.R. Park),최재승(J.S. Choi),김진영(J.Y. Kim) 한국진공학회(ASCT) 1992 Applied Science and Convergence Technology Vol.1 No.2
본 논문은 Al, Ag박막에서 엘렉트로마이그레이션 현상에 의한 힐록, 기공형성과 접착력에 대하여 연구하였다. Mo보트를 이용하여 1×10^(-7)Torr의 진공도에서 전자-빔 증착기로 현미경용 유리기판에 약 1000Å의 두께로 Al, Ag박막을 각각 증착하였다. Al, Ag박막에서 엘렉트로마이그레이션에 의한 결함을 연구하기 위하여 1×10^5(A/㎠) 의 d.c. 전류를 인가하였고 Scratch Method와 Tape Method로 Al과 Ag박막의 접착력을 측정하였다. 기공과 힐록, 그리고 스크레치 채널은 SEM과 광학현미경 사진을 이용하여 분석하였다. Al박막에서는 엘렉트로마이그레이션으로 힐록과 기공이 양극부분과 음극부분에서 각각 관찰되었다. 반면에 Ag박막에서는 Coulombic force에 의해 기공과 힐록이 양극부분과 음극부분에서 각각 형성되어 역엘렉트로마이그레이션 현상을 보였다. 접착력은 산소 친화력이 강한 Al박막에서 Ag박막 보다 크게 나타났다. The formation of hillocks and voids due to the electromigration and the adhesion force of Al and Ag thin films have been investigated. Thin films of 1000Å thickness were deposited onto slideglass substrates by electron-beam deposition system from Mo boats in a high vacuum in the range of 10^(-7)Torr. A constant d.c. current of 1×10^5(A/㎠) stressing has been stressed on Al and Ag thin films in order to observe the failures due to the electromigration. And the adhesion forces of Al and Ag thin films were measured by using scratch method and tape method. Hillocks and scratch channel were also characterized by utilizing scanning electron microscopy and optical microscope. In Al thin films, void formed near the negative region and hillocks formed near the positive region, which is mainly caused by the electron wind force. In contrast, Ag thin films resulted in the formation of voids near the positive region and hillocks near the negative region caused by Coulombic force. Al/glass showed stronger adhesion force than Ag/glass. This is believed to be due to the higher oxygen affinity of Al than that of Ag.
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