电外延技术之所以如此受追捧,关键在于它的生长优势和性能优势。首先,它的 电学性能是目前研究成果中比较突出的一个。其次,电外延技术下生长的化合物相对 于其他化合物它的纵向杂质分布比较均匀,整体结构比较好。而且和一般的液相外延 比,它的外延层表面比较平坦,而且内部也没有什么缺陷影响试样的总体性能。让人 们青睐的还有它的可控性非常好,我们可以精确的控制化合物的生长,这样能足够的 满足我们对化合物生长的要求[4]。
电外延的这些优势不仅解决了科学研究中存在的一些问题,而且还为我们的生活 带来了更多的新机,所以吸引着越来越多的人对其进行更深的探索和研究。
1。2 电迁移的研究现状及影响因素
随着科技的进步,时代的发展,人们对电子产品的需求和使用率越来越高,同样 对电子产品的尺寸要求也越来越高,而便捷微型的电子产品在这时便受到了大家的追 捧。为了适应大众的需求,微电子封装尺寸也越来越小,所以封装技术也走向了高集 成度和微型化,而封装的微型化会使芯片的集成度提高,这些改变也就是所谓的焊点 越来越小,这也会直接造成通电时流过的电流的电流密度会越来越大,从而产生电迁 移效应。这一效应对焊点有着致命的危害,它会使焊点产生孔洞,从而影响焊缝质量, 对工件或者芯片都会有影响,严重的话制成的器件将会失效[5]。由此可见电迁移现象 严重影响着微电子产品的生产和使用,影响着科技的发展,所以国内外微电子领域的 研究人员都对此密切关注,同时探索和研究各种新技术来解决这一现象。
1。2。1 电迁移的简介
传统意义上的电迁移就是当在金属材料上通高密度的电流时,金属中的原子会跟 着电子的流动而出现的迁移现象,并且原子的迁移方向和电子的流动方向是一致的。 由此可见,电迁移现象和通电金属的材质,通电时的金属材料的温度,还有电流的密 度有关系,当这些条件有所变化时,产生电迁移的程度和范围也会有所变化。
当金属材料有焊点时,电迁移现象在焊点处表现的尤为明显,这时候的金属原子 依旧是沿着电子流动的方向发生迁移。由于通电的原因,会在金属材料上形成阴极和 阳极,而根据电子流动的方向可以判断,焊点如果有电迁移现象产生,那么焊点的阴 极的原子会流向阳极,然后再阳极会形成化合物堆积的现象,而在阴极则由于原子的 流失一般会生成孔洞。再结合动力学研究,我们可以知道此时焊点的阴极会有一个作 用力,而且是拉应力,又因为孔洞的产生,所以焊点阴极处极易出现裂纹,从而导致 金属材料的断裂,影响材料的性能。虽然焊点的阳极有原子的堆积,不会产生孔洞而 出现断裂,但是原子堆积也会形成突起现象。如果原子堆积比较多,那么这时候焊点 阳极就非常有可能生成晶须,这同样会影响焊点的质量,继而影响金属材料的性能。 例如我们经常遇到的集成电路互连失效,这个现象就是电迁移造成的各种缺陷导致的 结果。论文网
电迁移虽然很容易产生,但是在不同条件下,产生的电迁移的特性也会有所不同。 影响电迁移特性的因素我们一般认为是钎料的成分和熔点,还有金属材料的组织结构和整个试样的外部条件和环境。 目前来看,电迁移对焊点的损害还是挺严重的,同样也影响着微电子封装的发展。
所以,国内外的研究人员正在努力探索各种方法来减小电迁移的影响。
1。2。2 电迁移的影响因素
电迁移产生的条件和效果跟很多因素相关。例如: