Sn(Cu)薄膜表面錫須生長(zhǎng)的研究.pdf

1、Sn(Cu)薄膜表面錫須生長(zhǎng)的研究TinwhiskergrowthonthesurfaceofSn(Cu)(申請(qǐng)碩士學(xué)位)學(xué)科專業(yè)：撾型物理皇絲堂研究生：韭至召天津大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理學(xué)系2010年6月■■■蔓，嚏一i，：，一k∥一。。、卜III。J、、，≯，n√‰Jl—J?！裰形恼a須是從錫層或錫合金層表面生長(zhǎng)的一種細(xì)長(zhǎng)錫單晶。它具有很高的電流負(fù)載能力，對(duì)電子元器件具有嚴(yán)重危害。錫須生長(zhǎng)現(xiàn)象一直是電子封裝行業(yè)面臨的重大難題，因此錫須的

2、生成機(jī)理成為當(dāng)今研究的焦點(diǎn)。本文對(duì)不同條件下錫須的生長(zhǎng)進(jìn)行了研究，首先利用磁控濺射方法在Cu基底上制備了一組厚度為1200nm的純錫薄膜，將它們置于氬氣環(huán)境中于不同溫度下退火，發(fā)現(xiàn)500C是錫須生長(zhǎng)的最適宜溫度，在此溫度下錫須的長(zhǎng)度和密度都達(dá)到最大。在高溫下，樣品內(nèi)部殘余應(yīng)力的消除以及金屬間化合物形態(tài)的轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致樣品表面錫須數(shù)量的減少。利用Blech結(jié)構(gòu)及掩膜的方法，在玻璃基底上制備了純錫和錫銅薄膜。通過(guò)改變銅的添加量，研究了錫銅薄膜的

3、電遷移現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)由于電子風(fēng)和焦耳熱的影響，在低電流密度下，純錫薄膜的陽(yáng)極會(huì)生長(zhǎng)出錫須，陰極則出現(xiàn)明顯的原子消耗區(qū)。隨著電流密度的增加，薄膜的陽(yáng)極端會(huì)出現(xiàn)錫球。對(duì)于SnCu薄膜而言，Cu的添加改變了薄膜的內(nèi)部和表面結(jié)構(gòu)。當(dāng)Cu含量較低時(shí)，在外加電流的作用下，由于Cu的遷移速率要大于Sn，薄膜的陽(yáng)極端會(huì)形成SnCu小球。提高Cu的含量，Cu和Sn之間的原子互擴(kuò)散會(huì)在樣品內(nèi)部形成金屬間化合物，抑制電遷移的進(jìn)行。同時(shí)我們認(rèn)為樣品的擴(kuò)散機(jī)制主要以