简述薄膜材料的特征举例说明薄膜材料的用途不少于4例

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简述薄膜材料的特征举例说明薄膜材料

的用途不少于4例

【篇一：简述薄膜材料的特征,举例说明薄膜材料的用途

(不少于4例)】

第四章薄膜材料与工艺 1、电子封装中至关重要的膜材料及膜技术

1.1 薄膜和厚膜 1.2 1.3成膜方法 1.4 电路图形的形成方法 1.5 膜材

料 2、薄膜材料2.1 导体薄膜材料 2.2 电阻薄膜材料 2.3 介质薄膜材

料 2.4 功能薄膜材料 1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术

薄膜和厚膜电子封装过程中膜材料与膜技术的出现及发展，源于与

电器、电子装臵设备向高性能、多功能、高速度方向发展及信息处

理能力的急速提高系统的大规模、大容量及大型化要求构成系统的

装臵、部件、材料等轻、薄、短、小化晶体管普及之前真空电子管

的板极、栅极、灯丝等为块体材料，电子管插在管座上由导管连接，当时并无膜可言 20世纪60年代，出现薄膜制备技术在纸、塑料、

陶瓷上涂刷乃至真空蒸镀、溅射金属膜，用以形成小型元器件及电

路等进入晶体管时代从半导体元件、微小型电路到大规模集成电路，膜技术便成为整套工艺中的核心与关键。

1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术薄膜和厚膜与三维块

体材料比较：一般地，膜厚度很小，可看作二维膜又有薄膜和厚膜

之分经典分类：制作方法分类：块体材料制作的（如经轧制、锤打、碾压等）——厚膜膜的构成物一层层堆积而成——薄膜。

Ａｌ特点Ｓｉ基ＩＣ常用导体材料与作为ＩＣ保护膜的ＳｉＯ间的

附着力大对于ｐ型及ｎ型Ｓｉ都可以形成欧姆接触可进行引线键合

电气特性及物理特性等也比较合适价格便宜作为ＩＣ用的导体普遍

采用随环境、气氛温度上升，Ａｌ与Ａｕ发生相互作用，生成金属

间化合物，致使接触电阻增加，进而发生接触不良当Ａｌ中通过高

密度电流时，向正极方向会发生Ａｌ的迁移，即所谓电迁移在５０

０以上，Ａｌ会浸入下部的介电体中在ＭＯＳ元件中难以使用尽管

Ａｌ的电阻率低，与Ａｕ不相上下，但由于与水蒸气及氧等发生反应，其电阻值会慢慢升高。

al与au会形成化合物al端子与au线系统在300下放置2～3ｈ，

或者使气氛温度升高到大约４５０，其间的相互作用会迅速发生，

致使键合部位的电阻升高此时，上、下层直接接触，au、al之间形

成脆、弱aual al等反应扩散层。造成键合不良采用au－au组合或

al－al组合。在au、al层间设置pd、pt等中间层，可防止反应扩

散发生，形成稳定的膜结构存在电迁移al导体中流过电流密度超过10 或多或少地发生电迁移现象气氛温度上升，电迁移加速，短时间

内即可引起断线al导体膜在大约300长时间放置，会发生“竹节化”，即出现结晶化的节状部分和较瘦的杆状部分进一步在500以上放置，al会浸入到下层的sio 中，引起si基板上的ic短路因此，使用al

布线的ＭＯＳ器件，必须兼顾到附着力、临界电压、氧化膜的稳定性、价格等各种因素，对材料进行选择。

Ａｌ－Ｔｉ系１００～１５０即形成Ａｌ与Ｔｉ的化合物，使膜层

阻值增加成膜后造成膜异常的主要原因一是由于严重的热失配，存

在过剩应力状态，膜层从通常的基板或者Ｓｉ、ＳｉＯ膜表面剥离，造成电路断线二是由于物质的扩散迁移引起，其中包括电迁移、热

扩散、克根达耳效应、反应扩散等。

造成物质扩散迁移的外因有高电流密度高温度大的温度梯度接触电

阻等，特别是几个因素联合作用时，效果更明显造成物质扩散迁移

的内因有构成物质的体系晶粒度内部缺陷Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ系电流

密度高，造成膜内晶粒不断长大，即自发热效应与热处理具有同样

的效果通常情况下，导体温度上升会加速组元之间的相互扩散，形

成反应扩散产物，造成机械强度下降及电阻升高等，反过来又造成

温度升高，恶性循环，急速造成破坏如超过１０的高电流密度是造

成导体劣化的主要机制之一该机制是：导体中大量较高能量的传导

电子对原子的动量传递作用，使其向阳极方向迁移当原子从导体中

的某一位臵离开时，会在该位臵留下空位空位浓度取决于某一场所

空位流入量加上产生量与流出量之差。

若此差值为正，则造成空位积蓄，空位积蓄意味着导体的劣化。

克根达耳效应由于扩散组元之间自扩散系数不同引起的自扩散系数

大的组元的扩散通量大，自扩散系数小的组元的扩散通量小随扩散

进行，若导体宏观收缩不完全，则原来自扩散系数大的组元含量高

的场所，将有净空位积累，从而引起导体物质迁移容易沿晶界进行——物质的迁移与其微观结构关系很密切温度不是很高，晶界扩散

系数比体扩散系数大得多。膜层中大量存在有晶界，晶界中离子的

活动性与各个晶粒的晶体学取向有关，特别是当许多晶粒的晶体学

取向不一致时，易于离子迁移晶粒取向与外加电场之间的角度，因

场所不同而异，因此离子的迁移率在各处都不相同，离子沿晶界的

传输量因位置不同而异当传导电子从大晶粒一侧向小晶粒一侧移动时，由于界面处也发生离子的迁移，因而引起小晶粒一侧空位的积蓄等平均故障时间ＭＴＦ与微观的结构因子数相关，特别是导体的长度与宽度、平均粒径与粒径分布、晶体学取向、晶界特性等影响很大为了增加ＭＴＦ，在条件允许的情况下应尽量采取如下措施：减小导体长度增加导体膜的宽度与厚度减小ＭＴＦ的标准偏差增加膜层的平均粒度等。