Sn/Cu互连体系界面和金属间化合物层Kirkendall空洞演化和生长动力学的晶体相场法模拟

摘要：

采用二元合金晶体相场模型模拟研究了Sn/Cu互连体系Cu/Cu3Sn界面及金属间化合物层中Kirkendall空洞形成和形貌演化及长大过程,对Kirkendall空洞生长的微观机制进行了剖析,同时还模拟和分析了界面Cu3Sn层厚度和杂质含量对Kirkendall空洞形貌和生长动力学的影响.研究表明,Kirkendall空洞的生长过程由4个阶段组成:Cu/Cu3Sn界面形成大量原子错配区,原子错配区迅速成长为空洞,空洞的长大及随后的空洞合并生长.Kirkendall空洞优先在Cu/Cu3Sn界面处形核,其尺寸随时效时间的延长而增大,并在时效后期空洞的生长伴随有空洞的合并.Cu3Sn层厚度增加和杂质含量增多均使得Kirkendall空洞数量和生长指数增加以及尺寸增大,并且2种情况下空洞数量随时间的变化均呈现先增后减的规律.

关键词：Kirkendall空洞、金属间化合物、生长动力学、组织演化、晶体相场法

所属期刊栏目：51

分类号：TG113(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目51275178和51205135及高校博士点基金项目20110172110003和20130172120055资助;Supported by National Natural Science Foundation of China Nos.51275178 and 51205135 and Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China Nos.20110172110003 and 20130172120055

在线出版日期：2015-08-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：873-882