难熔金属与硅间界面反应的热力学研究

论文摘要

难熔金属硅化物在现代集成电路封装中具有重要意义。因此,研究难熔金属与硅之间的界面反应,以便预测和控制界面硅化物的形成,不仅具有重要的理论意义,而且有利于指导封装工艺的制订。本文结合国家自然科学基金项目（NO:50671122）,采用CALPHAD技术对Pt-Si、V-Si、Ag-Pt等相关体系热力学进行研究,并外推计算Pt-V-Si和Ag-Pt-Si这两个三元体系相关系。主要研究工作如下:1.优化和计算了Pt-Si和V-Si两个二元系。其中液相与端际相采用替代溶液模型,V3Si相采用亚点阵模型,其余化合物均采用化学计量比模型。结合文献报道的Pt-V二元系热力学数据,外推计算了Pt-V-Si三元系,和液相面投影图以及一系列的等温截面。2.优化和计算了Ag-Pt二元系,其中液相与端际相采用替代溶液模型,所有化合物均为化学计量比模型。结合本文优化的Pt-Si二元系和文献报道的Ag-Si二元系的实验数据,外推计算了Ag-Pt-Si三元系,和液相面投影图与一系列的等温截面。3.利用获得的热力学数据,合理地解释了文献报道的V/Si界面反应的实验现象。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 界面反应的研究背景
• 1.1.1 电子封装的工艺结构
• 1.1.2 电子封装中的界面反应
• 1.1.3 Si与难熔金属间的界面反应的研究现状
• 1.1.4 研究界面反应的理论模型
• 1.2 相图及其在材料科学中的应用
• 1.3 相图计算原理与方法
• 1.3.1 相图计算概述
• 1.3.2 相图计算的原理—Gibbs法则
• 1.3.3 相图计算方法
• 1.3.4 热力学模型
• 1.4 本文研究的目的和内容
• 第二章 Pt-V-Si三元系热力学计算
• 2.1 引言
• 2.2 实验数据评估
• 2.2.1 Pt-Si二元系
• 2.2.2 V-Si二元系
• 2.2.3 Pt-V二元系
• 2.2.4 Pt-V-Si三元系
• 2.3 热力学模型
• 2.3.1 溶体相
• 2.3.2 化学计量比相
• 3Si相'>2.3.3 V₃Si相
• 2.4 计算结果与讨论
• 2.4.1 Pt-Si二元系
• 2.4.2 V-Si二元系
• 2.4.3 Pt-V-Si三元系
• 2.5 本章小结
• 第三章 Ag-Pt-Si三元系热力学计算
• 3.1 引言
• 3.2 实验数据评估
• 3.2.1 Ag-Pt二元系
• 3.2.2 Ag-Si二元系
• 3.2.3 Ag-Pt-Si三元系
• 3.3 热力学模型
• 3.3.1 溶体相
• 3.3.2 化合物相
• 3.4 计算结果与讨论
• 3.4.1 Ag-Pt二元系
• 3.4.2 Ag-Pt-Si三元系
• 3.5 本章小结
• 第四章 Pt、V与Si之间界面反应的热力学分析
• 4.1 引言
• 4.2 半经验模型
• 4.3 界面反应的预测
• 4.3.1 V/Si界面反应的预测
• 4.3.2 Pt/Si界面反应的预测
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文