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电流促进Sn焊点液相外延生长与结构演化(4)

时间:2022-02-23 21:57来源:毕业论文
(1)金属材料和焊料的成分,这会直接影响焊点中所含的合金元素。而焊点中 合金元素的种类也直接影响着电迁移产生的效果。其中有些元素例如低银型

(1)金属材料和焊料的成分,这会直接影响焊点中所含的合金元素。而焊点中 合金元素的种类也直接影响着电迁移产生的效果。其中有些元素例如低银型无铅钎料 合金,当我们加入稀土元素后,就会使它的熔点降低,这样就可以使焊点温度有所降 低,会促进焊点的生成,减少电迁移发生的概率。

(2)焊料合金的性能对电迁移的影响也很大。尤其是焊料合金的熔点,当焊料 合金的熔点比较低,从热力学角度看,如果它的熔点是室温的三分之二左右时,这样 在室温的情况下,会在焊点合金中发生多孔沉淀,而 Sn 则会在焊料的平面上生长, 这样的生长状况导致的直接后果就是使焊料合金的微结构粗化,影响焊点的质量。

(3)导线的横截面面积也会影响电迁移效应。因为导线的横截面积和焊点的面 积不一样大,所以当我们设定了一个固定的电流密度值时,电流通过焊点时由于焊点 面积比导线横截面积大很多,所以通过焊点的电流密度会有所变化。这样在导线和焊 点的交界处就会有电流密度差,从而产生电流积聚效应。这对电迁移的影响非常大[6]。

当然影响电迁移的因素远不止这些,而目前来看,国内外的研究人员都致力于对 电流密度、金属化合层、界面层、焊点温度和结构的研究。

1。3 液相外延的研究现状

1。3。1 液相外延简介

1963 年,液相外延技术(Liquid Phase Epitaxy)简称 LPE 这一全新的概念被提出, 而提出这一概念的是 Nelson 等人。他们对这个概念作出了如下的解释:液相外延技 术的实验原理就是以石墨舟作为实验容器,在里面放入溶质和溶剂,让溶质在溶剂中 呈现饱和或者过饱和状态,这样当降低温度时就会有溶质析出,然后在石墨舟的底部 就会长出一层晶体材料。这些晶体材料是定向生长的,而且生长的这些晶体材料的晶 体结构能够延续生长,因为这些晶体材料的晶体结构和晶格常数和单晶衬底相似,所 以叫做液相外延技术。文献综述

其中石墨舟中的溶质和溶剂是有一定的要求的,溶质使用的是一些待生长的材料 和掺杂剂,而溶剂我们会选用一些低熔点的金属。就目前来说我们一般情况下使用的 待生长材料有 Ga、As、Al 等,对应的我们选择的掺杂剂有 Zn、Te、Sn 等,然后作 为最主要的溶剂我们一般选择的有 Ga、In 等。

目前利用液相外延技术我们主要生产了一些半导体材料和一些单晶层。在我们的 生活中有很多器件中就有这些材料的存在,例如半导体激光器和光电子器件等[7]。

随着 Nelson 等人对液相外延技术的提出和初步研究,国内外的科学家们都纷纷 对液相外延技术进行了研究,并且对这个技术进行了改进和完善。随着液相外延技术 的逐步完善,这项技术也得以广泛的应用,使用最广泛的是用它来生长化合物半导体 单晶薄层,然后利用这些薄层生产我们所需要的电子器件。

目前我们普遍使用的液相外延的方法分为三种,有倾斜法、垂直法和滑舟法。

(1)倾斜法的主要区别就是在生长开始前,先把衬底和溶液分别放在石英容器 里面的两端,然后把石英容器放在石英管里,并且把石英试管向着某一个方向倾斜。 一定要注意的是这些操作必须在生长前进行。

(2)同样在生长前进行的也有垂直法,这个方法和倾斜法不一样的是溶液和衬 底的放置位置发生了改变,它要求把溶液放在石墨坩埚中,然后衬底是需要专门放在 溶液上面的衬底架上。这样的放置方法就是垂直法。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

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