What`s Cu line?

Cu (Copper) merupakan material untuk menggantikan Al line pada teknologi semikonduktor.Cu mempunyai resistivity (1.67×10^－6Ω・cm)lebih rendah dibanding Al (2.66×10^－6Ω・cm）,oleh karna itu menarik perhatian untuk aplikasi pengurangan delay pada teknology line (penghubung antar bag.pada semikonduktor).Dengan resistivity yang lebih rendah maka sangat diharapkan untuk pengurangan waktu hantaran dan mempercepat frekwensi pada LSI.

Pada teknologi line (kawat hantaran),jika line semakin halus maka akan timbul masalah lain yaitu semakin besarnya delay pada signal penghantar.Delay ini diakibatkan karna semakin besarnya resistivity dan capacity antar line itu sendiri.Dengan kata lain,jika resistivity dan capacity semakin kecil maka line delay akan semakin pendek (hantaran signal semakin cepat).Untuk memperkecil resistivity maka digunakan Cu line dan untuk memperkecil capacity digunakan material low-k.Teknologi Cu line ini booming semenjak di umumkannya penerapan teknology Cu line oleh IBM  (usa) corp pada 1997 silam yang di ikuti oleh berbagai perusahaan semikonduktor lainnya.

Karna atom pada Cu mudah mengalami difusi,maka digunakan material SixNy dll sebagai film pencegah terjadinya diffusion effect.SixNy mempunyai relative dielectric constant yang tinggi,maka diperlukan kombinasi Cu line dan material low-k untuk menurunkan relative dielectric constant secara umum.Dan saat ini sedang dikembangkan penelitian untuk menemukan material yang mempunyai relative dielectric constant di bandingkan SixNy

Cu line,disamping mempunyai kemampuan menurunkan resistivity juga mempunyai kelebihan reliability tersendiri.Pada saat arus mengalir pada line ( kawat hantaran),maka akan terjadi effect electromigration karna terjadinya collision (tumbukan) antar sesama electron .Effect ini (EM) yang akan menyebabkan terjadinya kerusakan dan putusnya line ( kawat hantaran),dengan menggunakan Cu line maka deffect ini bisa dikurangi.

sumber : japanese

Tetapi dalam pengembangan dan penerapan teknology Cu line disamping hal diatas masih ada beberapa probelm baru diantaranya tingginya arus pada saat electro plating akan menyebabkan terjadinya void deffect (ruang hampa) pada line itu sendiri yang akan menganggung jalannya arus.Impurity pada proses annealing,electroplating juga akan menyebabkan terjadinya kenaikan resistivity.Disamping itu juga,kecilnya ukuran grain pada Cu line akan menyebabkan lambatnya hantaran,untuk itu perlu metoda pembesaran grain.Distribusi strain pada line juga akan menyebabkan deffect sehingga tidak meratanya ketebalan line dan lain-lain.

Maka untuk mendapatkan kualitas Cu line yang benar-benar bagus,masih banyak hal dan masalah baru yang perlu dipecahkan segera.Dengan begitu maka diharapkan akan semakin majunya dunia teknologi semikonduktor nantinya.

alexander mulyadi

Dept.Materials Science & Engineering(Research on Materials for Elec and Info Devices)

Ibaraki University