金-アルミニウム金属間化合物

金アルミニウム金属間化合物は、金とアルミニウムの金属間化合物の一種で、通常は2つの金属の接触部に形成される。金アルミニウム金属間化合物は、その組成に応じて、導電性が低く、融点が高いなど、個々の金属とは異なる特性を持つ。金属と金属間化合物の密度の違いにより、金属間化合物層の成長により体積が減少し、金とアルミニウムの界面付近の金属に隙間ができる。^[1]

隙間ができると金属化合物の強度が低下し、接合部で機械的破損を引き起こし、金属化合物で金属間化合物が引き起こす問題が促進されます。マイクロエレクトロニクスでは、これらの特性によりワイヤボンディングに問題が発生する可能性があります。

形成される主な化合物は通常Au ₅ Al ₂（白色ペスト）とAuAl ₂（紫色ペスト）であり、どちらも高温で形成され、その後Au ₅ Al ₂とAuAl _{2はAuとさらに反応してより安定した化合物Au}₂ Alを形成します。^[2]

プロパティ

Au ₅ Al ₂は電気伝導性が低く、融点も比較的低い。接合部にAu ₅ Al _{2が形成されると電気抵抗が増加し、電気故障につながる可能性がある。}^[3] Au ₅ Al _{2 は}通常、質量比で Au 95%、Al 5% で形成され、融点は約 575 °C で、主要な金アルミニウム金属間化合物の中で最も低い。AuAl ₂は明るい紫色の化合物で脆く、質量比で Au が約 78.5%、Al が 21.5% である。

AuAl ₂は Au-Al 金属間化合物の中で最も熱的に安定した種で、融点は 1060 °C (状態図を参照) で、純金の融点とほぼ同じです。AuAl _{2 は}Au と反応するため、質量比で Au 93%、Al 7% の組成で形成される黄褐色の物質である Au ₂ Al に置き換えられることがよくあります。また、これは導電性が低く、接合部の電気的故障を引き起こし、さらに機械的故障につながる可能性があります。

排尿

約 400～450 °C の低温では、接合部で相互拡散プロセスが発生し、成長速度の異なる異なる金アルミニウム金属間化合物の層が形成されます。密度が高く成長の速い層が成長の遅い層を消費するため、ギャップが形成されます。このプロセスはカーケンドール空隙形成と呼ばれ、電気抵抗の増加とワイヤボンドの機械的強度の低下の両方を引き起こします。拡散前面に沿って空隙が形成されると、格子内に存在する汚染物質によってこのプロセスが促進され、カーケンドール空隙形成に似たプロセスであるホルスティング空隙形成と呼ばれます。

参照

参考文献

^ Vertyanov, Denis V.; Belyakov, Igor A.; Timoshenkov, Sergey P.; Borisova, Anna V.; Sidorenko, Vitaly N. (2020 年 1 月)。「金アルミニウム金属間化合物のチップワイヤボンディング相互接続の信頼性への影響」。2020 IEEE ロシア電気電子工学若手研究者会議 (EIConRus)。IEEE。pp. 2216–2220。doi : 10.1109/ EIConRus49466.2020.9039518。ISBN 978-1-7281-5761-0。
^ Yang, Haokun; Cao, Ke; Zhao, XiaoTian; Liu, Wei; Lu, Jian; Lu, Yang (2019年1月)。「ワイヤボンディングにおけるAu2AlおよびAuAl2金属間化合物の脆性から延性への遷移」。Journal of Materials Science: Materials in Electronics。30 ( 1): 862–866。doi : 10.1007 /s10854-018-0357-6。ISSN 0957-4522 。
^ メガット・スーフィー・アニク・モハマド・ロスリ;モフド・シャキリン・ルスディ。ムハンマド・ハーフィズ・ハッサン。サレ・アイマン・ヒルミ・アブ・セマン。ナズミ・ジャマルディン;オマル・アブドゥル・ラーマン（2023-12-26）。「応答曲面法を使用した金ワイヤとアルミニウム基板のワイヤボンディングプロセスパラメータの最適化」。国際ナノエレクトロニクスおよび材料ジャーナル (IJNeaM)。16 (12 月): 405–422。土井: 10.58915/ijneam.v16iDECEMBER.421。ISSN 2232-1535。

外部リンク

ハーバード：金アルミニウム金属間化合物
アルミニウム金酸塩 – 紫金

[1] Vertyanov, Denis V.; Belyakov, Igor A.; Timoshenkov, Sergey P.; Borisova, Anna V.; Sidorenko, Vitaly N. (2020 年 1 月)。「金アルミニウム金属間化合物のチップワイヤボンディング相互接続の信頼性への影響」。2020 IEEE ロシア電気電子工学若手研究者会議 (EIConRus)。IEEE。pp. 2216–2220。doi : 10.1109/ EIConRus49466.2020.9039518。ISBN 978-1-7281-5761-0。

[2] Yang, Haokun; Cao, Ke; Zhao, XiaoTian; Liu, Wei; Lu, Jian; Lu, Yang (2019年1月)。「ワイヤボンディングにおけるAu2AlおよびAuAl2金属間化合物の脆性から延性への遷移」。Journal of Materials Science: Materials in Electronics。30 ( 1): 862–866。doi : 10.1007 /s10854-018-0357-6。ISSN 0957-4522 。

[3] メガット・スーフィー・アニク・モハマド・ロスリ;モフド・シャキリン・ルスディ。ムハンマド・ハーフィズ・ハッサン。サレ・アイマン・ヒルミ・アブ・セマン。ナズミ・ジャマルディン;オマル・アブドゥル・ラーマン（2023-12-26）。「応答曲面法を使用した金ワイヤとアルミニウム基板のワイヤボンディングプロセスパラメータの最適化」。国際ナノエレクトロニクスおよび材料ジャーナル (IJNeaM)。16 (12 月): 405–422。土井: 10.58915/ijneam.v16iDECEMBER.421。ISSN 2232-1535。