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博碩士論文 etd-0625113-165429 詳細資訊
Title page for etd-0625113-165429
論文名稱 Title |
金鋁界面反應之微結構研究 The Reaction and Microstructure of the Au-Al Interface |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
69 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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口試日期 Date of Exam |
2013-06-25 |
繳交日期 Date of Submission |
2013-07-30 |
關鍵字 Keywords |
Au2Al、晶向關係、熱蒸鍍、介金屬化合物 thermal evaporation, Intermetallic Compound, orientation relationship, Au2Al |
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統計 Statistics |
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中文摘要 |
本研究為利用熱蒸鍍技術在NaCl(001)、(111)平面上製備出磊晶良好的Au薄膜，再鍍上一層鋁，藉著改變不同的溫度與厚度條件，觀察初期介金屬化合物生成的種類與次序。利用穿透式電子顯微鏡分析介金屬化合物與金的晶向關係以及其晶粒分布及大小。 由實驗結果得知，在金(001)及(111)面上最初生成之介金屬化合物為α-Au2Al，其次才為Au5Al2。Au2Al和金的晶向關係，第一組[100]α//[001]Au，且(002)α//(220) Au，(0 0) α//( 20) Au。第二組為垂直[1 0]α之面與( 11)Au成界面，且(002) α// (220)Au，( 0) α// ( 2 )Au。Au2Al與Au之二界面具有特定晶向關係，即(002)Au2Al//(220) Au，具有甚低之匹配差，有助於降低界面能，應為介面形成之重要成因，但Au5Al2在Au(001)面的晶向關係無法確定。 |
Abstract |
Epitaxial Au(001) and (111) thin films were prepared on NaCl(001) and (111) surfaces by thermal evaporation. A layer of Al was then evaporated onto them at different temperature. The type, sequence and orientation relationship of the intermetallic compounds formed were studied by transmission electron microscopy. The first phase formed on both surfaces were found to be α-Au2Al, which was followed by Au5Al2. The orientation of Au2Al and Au on the (100)α/(001)Au interface is (002)α//(220)Au, and (0 0) α//(220) Au. Together with the reported orientation relationship between them on the (111)Au surface, these interface have low mismatch, which can decrease the interfacial energies. The orientation relationship at the Au5Al2¬¬and the (001)Au surface can not be determined because Au film turns into random orientation upon annealing. |
目次 Table of Contents |
論文審定書 I 致謝 II 中文摘要 IV Abstract V 第一章 前言 1 第二章 文獻回顧 4 2.1 Au-Al之打線接合技術 4 2.2 Au-Al二元系統的相平衡圖 6 2.3 Au-Al的介金屬相之生成 7 2.3.1 厚度的影響 8 2.3.2 金鋁介金屬化合物形成的熱力學和動力學 10 2.4 Au/Al介金屬化合物在Au(111)面上的晶向關係 10 2.5 實驗目的 11 第三章 實驗方法及實驗儀器 12 3.1 熱蒸鍍技術[38] 12 3.2 實驗方法 13 3.3 儀器分析 15 3.3.1 穿透式電子顯微鏡(TEM) 15 第四章 結果 16 4.1 在NaCl(001)面上之反應 16 4.2 在NaCl(111)面上之反應 17 第五章 實驗結果討論 19 5.1 IMC的生成次序 19 5.2 Au2Al與Au之晶向關係與界面 20 第六章 結論 21 第七章 參考文獻 22 表目錄 表一 Au-Al系統的結構及性質[19] 24 表二 Au/Al介金屬化合物之生成焓[33] 24 表三 蒸鍍金於350 ℃ NaCl表面後蒸鍍鋁的溫度和其後熱處理之條件 25 圖目錄 圖2.1 Au-Al相圖[13] 26 圖2.3 Au/Al以不同厚度在80℃退火之形成相[18] 27 圖2.4 Au/Al退火247℃之形成相 27 圖2.6 Au5Al2與Au的晶向關係[37] 28 圖2.7 Au4Al與Au的晶向關係[37] 28 圖2.8 Au2Al與Au的晶向關係[37] 29 圖3.1 熱組式加熱電阻器 29 圖3.2 穿透式電子顯微鏡示意圖 30 圖3.3 X-Ray粉末繞射儀示意圖 31 圖4.1 蒸鍍於(001)NaCl的Au薄膜(a)晶軸為[001]繞射圖；(b)明場像 32 圖4.2 蒸鍍於(111)NaCl的Au薄膜 (a)晶軸為[ 11]繞射圖；(b)明場像 33 圖4.3 A25試片(Au-350/Al-25) (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(200)繞射點) 34 圖4.4 A50試片(Au-350/Al-50) (a)繞射圖(Au2Al晶軸為[100])；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(200)繞射點) ；(d)暗場像(圈Au2Al(002)繞射點) 36 圖4.5 A50-1試片(Au-350/Al-50 持溫30 min) (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(200)繞射點)；(d)暗場像(圈Au5Al2(0006)繞射環) 38 圖4.6 A50-2試片(Au-350/Al-50 持溫1 h) (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au部分繞射環) 40 圖4.7 A75試片(Au-350/Al-75)繞射圖 42 圖4.8 A100試片(Au-350/Al-100) (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au (200)繞射環)；(d)暗場像(圈Au5Al2(0006)繞射環) 43 圖4.9 B50試片(Au-350/Al-50) (a)繞射圖(Au2Al晶軸為[1 0]，Au晶軸為[ 11])；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(220)繞射點)；(d)暗場像(圈Au2Al(210)繞射點) 45 圖4.10 B50-1試片(Au-350/Al-50 持溫30 min)- (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(220)繞射點)；(d)暗場像(圈Au2Al(210)繞射點) 47 圖4.11 B50-2試片(Au-350/Al-50 持溫1 h)- (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(220)繞射點)；(d)暗場像(圈Au2Al(210)繞射點) 49 圖4.12 B100試片(Au-350/Al-100) (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(220)繞射點)；(d)暗場像(圈Au5Al2(0006)繞射點) 51 圖4.13 B150試片(Au-350/Al-150) (a)繞射圖；(b)明場像；(c)暗場像(圈Au(220)繞射點)；(d)暗場像(圈Au5Al2(0006)繞射點) 53 圖5.1 Au(001)面上，Au2Al與Au晶向關係之立體投影圖，( 11)Au平面垂直方向與[1 0]Au2Al方向差10.9° 55 圖5.2(a) Au(001)之原子平面圖 56 圖5.2(b) Au2Al(100)之原子平面圖 56 圖5.2(c) Au和Au2Al之原子疊合圖 56 圖5.3 金( 11)面上Au2Al與Au晶向關係之立體投影圖 57 |
參考文獻 References |
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