择优取向纳米孪晶铜界面屋脊状金属间化合物形成机理

摘要

针对微型化趋势下互连焊点尺寸减小而凸显的界面金属间化合物(IMC)各向异性问题，研究了反应温度对(111)择优取向纳米孪晶Cu(nt-Cu)/Sn焊点界面η-Cu_6Sn_5取向与形貌的影响规律。结果表明：在等温反应阶段，高温下界面η-Cu_6Sn_5呈现(■)_η//(111)Cu择优取向，而低温下其取向分布趋于随机；受Jackson因子(α<2)主导，等温阶段η-Cu_6Sn_5在所有温度下均呈扇贝状形貌。在后续凝固阶段，高温下预先形成的择优取向促使(■)_η晶面快速生长，并最终被(■)_η晶面替代，形成屋脊状形貌；相比之下，低温下因η-Cu_6Sn_5取向随机、生长各向同性，凝固后仍保持扇贝状形貌。本研究阐明了界面IMC晶体取向与形貌演变的形成机制，为微焊点界面IMC取向与形貌调控提供了理论指导。