저자 서문 = ⅶ 역자 서문 = ⅸ 01 마이크로 전자 분야에서 박막의 응용 = 1 1.1 서론 = 1 1.2 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터 소자 = 1 1.2.1 자기 정렬 실리사이드 또는 샐리사이드 접점과 게이트 = 6 1.3 플립칩 기술에서 박막 언더 범프 금속층 = 8 1.4 왜 우리의 컴퓨터에서는 신뢰성 문제가 일어나지 않는가? = 12 1.5 마이크로에서 나노 전자 기술로의 전환과 동향 = 13 1.6 무어의 법칙의 종언이 마이크로 전자기술에 미치는 영향 = 13 참고문헌 = 14 02 박막 증착 = 15 2.1 서론 = 15 2.2 박막 증착에서 플럭스 식 = 17 2.3 박막 증착 속도 = 18 2.4 이상기체 상태방정식 = 19 2.5 기체 분자의 운동에너지 = 21 2.6 표면에서 열 평형 플럭스 = 22 2.7 초고진공이 증착된 박막의 순도에 미치는 영향 = 22 2.8 가스 분자의 충돌 빈도 수 = 23 2.9 볼츠만 속도 분포함수와 이상기체 법칙 = 24 2.10 기체 분자의 맥스웰 속도 분포함수와 운동에너지 = 26 2.11 박막의 미세구조에 영향을 미치는 핵 생성과 성장의 변수 = 29 참고문헌 = 31 연습문제 = 31 03 표면에너지 = 33 3.1 서론 = 33 3.2 쌍 에너지, 원자 결합에너지와 결합에너지 = 34 3.3 짧은 범위 상호작용과 준-화학 가정 = 36 3.4 표면에너지와 잠열 = 39 3.5 표면장력 = 40 3.6 모세관 효과를 이용한 액상 표면에너지 측정 = 42 3.7 제로 크립을 이용한 고체 표면에너지 측정 = 45 3.8 표면에너지 계통 = 48 3.9 표면에너지의 크기 = 49 3.9.1 열역학적 접근법 = 50 3.9.2 역학적 접근 = 51 3.9.3 원자적인 접근 방법 = 54 3.10 표면 구조 = 56 3.10.1 결정학 및 표기 = 56 3.10.2 방향과 면 = 59 3.10.3 표면 재구성 = 60 참고문헌 = 62 연습문제 = 63 04 고체에서 원자 확산 = 67 4.1 서론 = 67 4.2 점프 주파수와 확산 플럭스 = 68 4.3 Fick의 제1법칙(플럭스 식) = 72 4.4 확산도 = 73 4.5 Fick의 제2법칙(연속방정식) = 74 4.5.1 연속방정식의 유도 = 77 4.6 확산방정식의 해 = 80 4.7 확산계수 = 82 4.8 확산계수의 계산 = 83 4.9 확산계수에서 변수 = 86 4.9.1 원자 진동 주파수 = 86 4.9.2 활성화에너지 = 89 4.9.3 지수 앞 인자 = 90 참고문헌 = 93 연습문제 = 94 05 확산방정식의 응용 = 97 5.1 서론 = 97 5.2 Fick의 제1법칙 응용(플럭스 방정식) = 98 5.2.1 평면 석출물의 Zener 성장 모델 = 98 5.2.2 적층 박막에서 평면 성장의 Kidson 분석 = 100 5.3 Fick의 제2법칙(확산방정식) = 105 5.3.1 조성 균질화에서 미치는 확산의 영향 = 105 5.3.2 벌크 확산 쌍에서 상호확산 = 107 5.4 고체 석출물 성장의 분석 = 121 5.4.1 구형 석출물 성장에서 Ham 모델(일정한 Cr인 경우) = 123 5.4.2 평균장의 고찰 = 125 5.4.3 조대화에 의한 구형 나노입자의 성장 = 127 참고문헌 = 131 연습문제 = 131 06 박막에서 탄성응력과 변형률 = 133 6.1 서론 = 133 6.2 탄성응력 - 변형 관계 = 136 6.3 변형에너지 = 139 6.4 박막에서 이축응력 = 140 6.5 박막에서 이축응력의 Stoney 방정식 = 144 6.6 AI 박막 내에 존재하는 열응력의 측정 = 147 6.7 Stoney 식의 열팽창 측정 응용 = 150 6.8 비조화성과 열팽창 = 151 6.9 박막에서 고유응력의 기원 = 151 6.10 불일치 전위의 탄성에너지 = 152 참고문헌 = 155 연습문제 = 155 07 박막에서 표면 반응 속도론 과정 = 159 7.1 서론 = 159 7.2 표면 흡착원자 = 161 7.3 표면 상의 평형 증기압 = 163 7.4 표면 확산 = 165 7.5 호모에피택시에서 단차를 매개로 한 성장 = 168 7.6 비정질 박막의 증착과 성장 = 172 7.7 호모에피택시 성장 모드 = 172 7.8 표면 디스크 형태의 균질 핵 생성 = 175 7.9 패턴된 표면에서 물질 수송 = 179 7.9.1 패턴된 표면 위에서 확산의 초기 단계 = 179 7.9.2 패턴된 구조에서 물질이동의 후 단계 = 181 7.10 표면에서 반구 입자의 조대화 = 184 참고문헌 = 188 연습문제 = 188 08 박막에서 상호확산과 반응 = 191 8.1 서론 = 191 8.2 실리사이드 형성 = 193 8.2.1 순차 Ni 실리사이드 형성 = 193 8.2.2 실리사이드 형성에서 첫 번째 상 = 199 8.3 박막 반응에서 계면 반응 제어 성장의 반응 속도론 = 201 8.4 두 층 상의 경쟁 성장 속도론 = 207 8.5 금속간 화합물 형성에서 마커 분석 = 209 8.6 금속 단일층과 Si 웨이퍼의 반응 = 211 참고문헌 = 212 연습문제 = 212 09 결정립계 확산 = 215 9.1 서론 = 215 9.2 결정립계 확산과 벌크 확산의 비교 = 217 9.3 결정립계 확산의 Fisher 분석 = 221 9.3.1 침투 깊이 = 224 9.3.2 잘라낸 절편의 분석 = 224 9.4 결정립계 확산의 Whipple 분석 = 226 9.5 소각 결정립계에서 확산 = 230 9.6 확산에 의한 결정립계의 이동 = 231 참고문헌 = 234 연습문제 = 235 10 배선과 패키징 기술에서 비가역 과정 = 237 10.1 서론 = 237 10.2 플럭스 식 = 239 10.3 엔트로피 생성 = 241 10.3.1 열 전도 = 242 10.3.2 원자 확산 = 243 10.3.3 전기 전도 = 244 10.4 온도에 따른 짝 구동력 = 245 10.4.1 원자 확산 = 246 10.4.2 전기 전도 = 247 10.5 Joule 열 = 248 10.6 일렉트로마이그레이션, 써모마이그레이션 그리고 응력마이그레이션 = 249 10.7 일렉트로마이그레이션에서 비가역 과정 = 250 10.7.1 AI 배선 조각에서 일렉트로마이그레이션과 크립 = 252 10.8 써모마이그레이션에서 비가역 과정 = 255 10.8.1 전력이 인가되지 않은 복합재료 솔더 조인트에서 써모마이그레이션 = 256 10.9 열전기 효과의 비가역적 과정 = 259 10.9.1 Thomson 효과와 Seebeck 효과 = 260 10.9.2 Peltier 효과 = 261 참고문헌 = 262 연습문제 = 262 11 금속에서 일렉트로마이그레이션 = 263 11.1 서론 = 263 11.2 Ohm의 법칙 = 268 11.3 금속 배선에서 일렉트로마이그레이션 = 269 11.4 일렉트로마이그레이션의 전자 풍력 = 272 11.5 유효 전하 수의 계산 = 276 11.6 후방 응력의 효과와 임계 길이, 임계 곱 그리고 유효 전하 수의 측정 = 278 11.7 왜 AI 배선에 후방 응력이 존재하는가? = 279 11.8 일렉트로마이그레이션에 의한 후방 응력의 측정 = 282 11.9 전류 집중 = 284 11.10 일렉트로마이그레이션의 전류밀도 기울기 구동력 = 286 11.11 베타 Sn의 비등방성 전도체에서 일렉트로마이그레이션 = 289 11.12 비등방성 도체에서 결정립계의 일렉트로마이그레이션 = 293 11.13 AC 일렉트로마이그레이션 = 295 참고문헌 = 296 연습문제 = 297 12 AI과 Cu 배선에서 일렉트로마이그레이션에 의한 파괴 = 299 12.1 서론 = 299 12.2 원자 플럭스 발산에 기인한 일렉트로마이그레이션 파괴 = 300 12.3 전류 집중에 의한 일렉트로마이그레이션 파괴 = 301 12.3.1 저전류밀도 영역에서 공동 형성 = 302 12.4 AI 배선에서 일렉트로마이그레이션에 기인한 파괴 = 306 12.4.1 일렉트로마이그레이션에 미치는 AI의 미세구조 영향 = 306 12.4.2 다층 AI 배선과 W 비아에서 마모 파괴 모드 = 306 12.4.3 AI 일렉트로마이그레이션에 미치는 Cu 용질의 영향 = 307 12.4.4 AI 배선에서 평균 고장 수명 = 307 12.5 Cu 배선에서 일렉트로마이그레이션에 의한 파괴 = 309 12.5.1 일렉트로마이그레이션에 미치는 미세구조 영향 = 311 12.5.2 일렉트로마이그레이션에 미치는 용질의 영향 = 313 12.5.3 일렉트로마이그레이션에 미치는 응력의 영향 = 316 12.5.4 일렉트로마이그레이션에 미치는 나노트윈의 영향 = 317 참고문헌 = 318 연습문제 = 319 13 써모마이그레이션 = 321 13.1 서론 = 321 13.2 SnPb 플립칩 솔더 조인트에서 써모마이그레이션 = 323 13.2.1 전력이 인가되지 않은 복합재료 솔더 조인트에서 써모마이그레이션 = 323 13.2.2 써모마이그레이션 실시간 관찰 = 324 13.2.3 두 개의 상을 갖는 공정 구종서 상 분리 무작위 상태 = 326 13.2.4 전력이 인가되지 않은 공정 SnPb 솔더 조인트에서 써모마이그레이션 = 328 13.3 써모마이그레이션의 분석 = 330 13.3.1 써모마이그레이션의 구동력 = 332 13.3.2 공정 두 개의 상 합금에서 써모마이그레이션 = 334 13.4 플립칩 솔더 조인트에서 DC 또는 AC 인가 시 써모마이그레이션 = 335 13.5 무연 플립칩 솔더 조인트에서 써모마이그레이션 = 337 13.6 모연 플립칩 솔더 조인트에서 써모마이그레이션과 크립 = 338 참고문헌 = 341 연습문제 = 341 14 박막에서 응력마이그레이션 = 343 14.1 서론 = 343 14.2 응력이 인가된 고체에서 화학 포텐셜 = 345 14.3 확산 크립(Nabarro-Herring 방정식) = 347 14.4 인장응력에 의해 구동되는 AI 배선에서 공동 형성 = 352 14.5 압축응력에 의해 구동되는 Sn/Cu 박막에서 휘스커 성장 = 354 14.5.1 자발적인 Sn 휘스커 성장 형태 = 354 14.5.2 Sn 휘스커 성장에서 응력 발생(구동력) = 359 14.5.3 응력 기울기 생성에 미치는 표면 Sn 산화물의 영향 = 361 14.5.4 싱크로트론 방사 미세 회절에 의한 응력 분포 측정 = 364 14.5.5 크립에 의한 응력 이완 : Sn 휘스커 성장에서 균열된 산화물 모델 = 368 참고문헌 = 371 연습문제 = 371 15 신뢰성 과학과 분석 = 373 15.1 서론 = 373 15.2 등부피 과정과 비등부피 과정 = 374 15.3 비가역 과정에서 물질이동 발산에 미치는 격자이동의 효과 = 375 15.3.1 작동 전 소자 구조체에서 전류밀도, 온도 그리고 화학 포텐셜의 초기 분포 = 375 15.3.2 소자 동작 동안 분포의 변화 = 377 15.3.3 물질 플럭스 발산에 미치는 격자이동 효과 = 378 15.4 플립칩 솔더 조인트에서 일렉트로마이그레이션 고장의 물리적 분석 = 379 15.4.1 한 쌍의 조인트에서 전류밀도 분포 = 379 15.4.2 한 쌍의 조인트에서 온도의 분포 = 381 14.4.3 팬케이크 형태 공동 성장에 미치는 전류 집중 효과 = 384 15.5 플립칩 솔더 조인트에서 일렉트로마이그레이션 파괴의 통계학적 분석 = 388 15.5.1 고장 시간과 Weibull 분포 = 393 15.5.2 Black MTTF 식의 변수 계산 = 395 15.5.3 플립칩 솔더 조인트에 대한 Black 식의 보정 = 396 15.5.4 Weibull 분포함수와 상 변태의 JMA 식 = 398 15.5.5 고장 통계 분포의 물리적 분석 = 400 15.6 전산모사 = 400 참고문헌 = 401 연습문제 = 401 부록 A. 열역학 함수의 간략한 검토 = 403 부록 B. 고체 내에서 결함 농도 = 407 부록 C. Huntingon의 전자 풍력 유도 = 409 부록 D. 탄성계수 표와 변환 = 415 부록 E. Si MBE에서 테라스 크기 분포 = 423 부록 F. 상화확산계수 = 429 부록 G. 물리적 성질표 = 433 찾아보기 = 437