石墨烯对基于无铅焊料的低温Cu-Cu键合的影响

作者：周凯; 尹翔; 王炜; 李柘霖; 王旭; 段竞峰; 杨文华

来源：微纳电子技术, 2022, 59(07): 696-701.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2022.07.012

• 石墨烯
• 低温键合
• 金属间化合物(IMC)
• 无铅焊料
• 老化

通过在铜薄膜表面逐次转移石墨烯(G),在铜薄膜和Sn-3.0 Ag-0.5 Cu(SAC)焊料间插入了中间层，利用低温热压键合技术实现高可靠性的Cu-Cu键合，研究了不同厚度的石墨烯作为中间层对键合的影响。在150℃下持续老化后，通过观察微观结构、测量剪切强度以及接触电阻，可知转移2次的石墨烯作为中间层可以有效抑制金属间化合物(IMC)的过度不规则生长。老化72 h后，Cu-2G-SAC键合界面处IMC层的厚度仅为1.01μm,且保持16.7 MPa的剪切强度，高于Cu-SAC键合结构的剪切强度。因此，在不同金属界面上逐次转移石墨烯可以控制界面反应和接触界面IMC过度不规则生长。

• 单位
  安徽大学; 电子信息工程学院; 合肥工业大学