高温存储下键合界面演化行为及寿命研究

作者：王潮洋^*; 林鹏荣; 戴晨毅; 唐睿; 李金月

来源：电子元件与材料, 2023, 42(10): 1268-1275.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.1545

• 键合强度
• Au-Al
• 键合界面
• 高温存储
• 寿命

功率VDMOS已经广泛应用于航天领域，但其在空间长期高温环境下存在键合可靠性下降甚至脱键失效的问题。为评估功率VDMOS高温条件下长期服役能力，需要对相应温度条件下键合强度演化规律、失效机理、寿命评估等方面展开研究。设计150,300℃两组高温存储试验，研究不同高温存储条件下键合强度演化规律及界面IMC演化行为，分析键合失效机理，对键合寿命进行预测。结果表明：键合强度随高温存储时间增加而下降，界面IMC由Au2Al逐步转变为AuAl2;脱键断面裂纹源为键合点前部Al丝，裂纹沿相界面扩展；基于Arrhenius加速寿命模型得到键合点理论寿命计算公式，外推出常温(25℃)下键合点理论寿命约为3×107 h。

• 单位
  北京大学; 北京微电子技术研究所