高温丝焊互连可靠性论文_杜黎光

高温丝焊互连可靠性论文_杜黎光

导读:本文包含了高温丝焊互连可靠性论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:可靠性,高温,论文,Pd,Au,Ti。

高温丝焊互连可靠性论文文献综述

杜黎光[1](2001)在《丝焊互连的高温可靠性和相关问题的研究》一文中研究指出本论文工作的主要目的是研究适合高温器件使用的丝焊互连体系。本文选用Pd丝和与其相匹配的焊盘材料,如Au/Ti、Pd/Ti等宋取代常用的Au/Al丝焊体系,应用于Si、SiO_2/Si和Al_2O_3等常用衬底材料上,并将所选体系在高温不同环境气氛下退火,通过原位电阻测试、机械强度测试、扫描电镜(SEM)、俄歇(AES)、二次离子质谱(SIMS)和卢瑟福背散射等微分析手段来研究诸互连系统在>=300℃时的可靠性及其相关问题。得到如下结论: 1.研究了Pd丝在高温(300℃左右)不同气氛下退火时的电阻变化和机械强度变化情况。结果表明Pd丝的高温物性稳定,适合用于高温焊丝。 2.用原位电阻法研究Pd丝在高温退火时与氮气氛的相互作用情况。首次发现氮会在300℃左右时渗入Pd中并使Pd的电阻增加,拉伸强度改善,且其渗入过程符合一维无限长柱体扩散模型,扩散过程的激活能为1.3ev左右。这一重要发现推翻了已有的氮在1400℃以下不溶于Pd的结论。 3. 研究了所选焊盘材料:Au/Ti、Pd/Ti膜在高温(300℃左右)退火时的稳定性。发现: (1) Au/Ti膜在300℃退火时电阻有很大增加,电阻随退火时间改变的过程基本符合一维有限长平面扩散的模型。在Au层较厚的情形下,在空气中退火时,Ti的氧化并不会导致Ti在Au层中快速扩散;反之,会对Ti在Au层中的扩散有所阻碍。因而,在空气中退火时Ti原子在Au层中的扩散速度反而不如在Ar气中快。此结果推翻了文献中关于Ti的氧化会加速Ti原子在Au层中的扩散的论断。 (2) Pd/Ti膜在300℃ Ar气氛下退火时电阻基本不变,表明Pd、Ti界面的互扩散产物对互扩散有强烈的阻止作用,在空气中退火时电阻的少许增加(3%)则表明可能有部分Ti发生 中国科学院上海冶金所博士学位论文 了氧化。 ①)Pd八i膜在氮气氛下退火时,同Pd丝的实验结果类似:氮将 渗入Pd膜中导致膜的电阻增加,同时渗入的氮还会加速Ti 原子在Pd膜中的扩散。这一结果首次验证了其他学者提出 的推测:不活泼气体氮确实会渗入贵金属Pd层,并提高Ti 原子在Pd层中的扩散速度。 同时,Pd/Ti膜在空气中退火时由于互扩散和氧化导致的电阻变 化较ALI/Ti膜的小,这结果表明将Pd/Ti膜用做高温丝焊的焊盘 其可靠性比用 All/T i膜更高。 4.对所选的互连系统的焊接参数进行了优化。结果表明采用优化的 参数可实现Pd丝在所选的金属焊盘上的可靠焊接,其拉断强度 符合标准的要求。而强度值分布的分散性小,符合高可靠性丝焊 工艺的要求。高温退火后虽然其强度的平均值下降,结果分散, 但仍能符合高可靠性丝焊工艺的要求。 5.研究了所选材料体系在更高的温度下失效的机理。研究结果表 明: *)在更高的温度怕 400℃以上)下退火时,多层膜间的互 扩散对丝焊工艺在高温下的可靠性起着关键的作用。例 如,Ti膜厚度若偏小,则可能会造成金属膜与衬底间脱开 导致系统失效。 ()同时,发现了一种丝焊互连系统在高温下失效的新模式: 当温度高于其共晶点时,An/Si膜间易互扩散生成低温共 晶液相,An-St液相在表面张力的作用下向焊盘上的金属 导线迁移,从而导致焊点失效。而m。层可以阻挡这种互 扩散,因而a。用衬底具有更好的高温可靠性。(本文来源于《中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)》期刊2001-10-01)

高温丝焊互连可靠性论文开题报告

高温丝焊互连可靠性论文参考文献

[1].杜黎光.丝焊互连的高温可靠性和相关问题的研究[D].中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所).2001

论文知识图

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