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MI: Fachverband Mikrosonden

MI 4: Poster: Microanalysis and Microscopy

MI 4.4: Poster

Monday, March 14, 2011, 17:30–19:30, P5

Untersuchungen zum Phasenwachstum im Cu-Sn System — •Siegfried Däbritz¹ und Volker Hoffmann² — ¹Institut für Festkörperphysik, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden — ²Leibniz Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, IFW Dresden e.V., Helmholtzstraße 20, 01069 Dresden

In mikroelektronischen Kontaktzonen werden bevorzugt Cu und Sn-Lote verwendet. Bei Betriebstemperaturen kommt es entsprechend dem parabolischen Zeitgesetz zur merklichen Diffusion der Elemente an den Kontaktstellen, wobei Sn als Lötwerkstoff eine zunehmende Bedeutung erlangt, seitdem Pb mehr und mehr aus dem Produktionsprozess ausschied. Für die Untersuchung der Diffusionvorgänge im System Cu-Sn wurden Cu-Proben mit 20 µm Sn beschichtet und anschließend 500 h sowie 1000 h bei 473 K unter Ar-Atmosphäre getempert. Der Wachstumsprozess der entstehenden intermetallischen Phasen Cu₃Sn(ε) und Cu₆Sn₅(η) wurde mit der optischen Glimmentladungsspektrometrie (GD-OES) untersucht und mit metallografischen Querschliffen verglichen. Das Intensitätsverhältnis der Linien CuII 219.2 nm zu SnI 317.5 nm wurde anhand der bekannten Zusammensetzung der intermetallischen ε- und η-Phase kalibriert und ergab eine lineare Abhängigkeit. Für die Quantifizierung der GD-OES Tiefenprofile wurde aufgrund der temperaturbedingten Porosität nur die Konzentration für alle Schichten und die Schichtdicke der ε-Phase berechnet. Die ermittelten Dicken der Sn-Schicht und der η-Phase weichen systematisch zu kleineren Werten ab, da das verwendete Modell kompakte Festkörper voraussetzt. Die Autoren danken G. Sadowski für die elektrolytische Beschichtung und A. Weckbrodt für die Präparation der metallografischen Querschliffe.