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博碩士論文 etd-0701111-162228 詳細資訊
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論文名稱
Title
Au5Sn與Au界面之研究
A study of the interfaces between Au5Sn and Au
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
65
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2011-06-14
繳交日期
Date of Submission
2011-07-01
關鍵字
Keywords
晶向關係、熱蒸鍍、介金屬化合物
intermetallic compound, orientation relationship, thermal evaporation
統計
Statistics
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中文摘要
論文主要的研究方向為利用熱蒸鍍技術在NaCl (001)、(110) 、(111)平面上製備出磊晶良好的Au/Sn雙層薄膜,經過熱處理後,期望能觀察到介金屬化合物Au5Sn的生成。並利用穿透式電子顯微鏡(TEM)分析觀察所生成之介金屬化合物,對其生長型態及其與Au的晶向關係加以探討。
由實驗結果可得知Au5Sn與Au間存在著兩種晶向關係:
第一組是(2-1-10)Au5Sn/(001)Au界面上,(0006)Au5Sn //(-220)Au,(03-30)Au5Sn//(220)Au。第二組是(2-1-10)Au5Sn/(-111)Au界面上,(0006)Au5Sn //(-22-4)Au,(03-30)Au5Sn//(220)Au。我們判斷Au5Sn/Au界面具有特定之晶向關係,同時Au原子具有良好的配位,這些界面可能具有較低的界面能量,減少Au5Sn之成核能障讓Au5Sn能夠順利成核。而在Au/Sn界面反應中,因為δ-AuSn相較Au5Sn有較低的Gibbs free energy,但兩者之界面能相差不大,故δ-AuSn具有較低成核能障能夠先生成。
Abstract
The orientation relationship and interfaces of Au5Sn with the Au (001), (110) and (111) surfaces have been studied with transmission electron microscopy. Au was evaporated onto the NaCl (001), (110) and (111) surfaces to form epitaxial Au thin films and Sn was evaporated onto the Au film and heat treated to form Au5Sn. Two types of orientation relationships were found: (1) (2-1-10)Au5Sn/(001)Au,(0006)Au5Sn //(-220)Au and (03-30)Au5Sn//(220)Au, which was found on the (2-1-10)Au5Sn/(001)Au interface; and (2) (2-1-10)Au5Sn/(-111)Au,(0006)Au5Sn //(-22-4)Au and (03-30)Au5Sn//(220)Au, which was found on the (2-1-10)Au5Sn/(-111)Au interface.The structures of the interfaces were analyzed.
The free energy formation of AuSn is much larger than that of Au5Sn.Analysis of above results show that the differences of the interfacial energies between AuSn/Au and Au5Sn/Au may not be a significant.
Therefore probably has a lower activation energy of AuSn nucleation and in the first plane to form at the AuSn interface.
目次 Table of Contents
目錄
論文審定書……………………………………………………………..….…….i
致謝…………………………………………………………………..…….…….ii
中文摘要……………………………………………………………..…….…….iii
英文摘要…………………………………………………………………………iv
第一章 簡介………………………………………………………………….....1
1.1 Au5Sn之結構與Au/Sn化合物應用概述...…………………………….1
1.2薄膜生長與成核機制……………………………………………………4
1.3熱蒸鍍技術………………………………………………………………7
1.4文獻回顧………...……………………………………………………….9
1.5實驗目的....………...……………………………………………………14
第二章 實驗方法…………………………………………………………...….15
2.1實驗步驟...………………………………………...………………….....15
2.2試片分類...………………………………………...………………….....16
2.3儀器分析………………………………………………….……..………17
第三章 實驗結果……………………………………………………………... 20
第四章 實驗結果討論…………………………………………………….…...23
4.1 Au5Sn相的形成……………………..................................................... . 23
4.2 晶向關係與界面……………………………………………………......24
第五章 結論………………………………………………………….. ..…….. 27
參考文獻……………………………………………………………………..…28
表目錄
表一 反應條件參數表………………………………………………………...31

圖目錄
圖1.1 Au5Sn晶體結構圖…………………………………………………...32
圖1.2 Au/Sn相圖…………………………………………………………...32
圖1.3 薄膜的形成過程…………………………...……………….………....33
圖1.4 薄膜成長成核形式………………........................................................33
圖1.5 成核成長的物理過程………………………………………….……...34
圖1.6 熱阻式加熱電阻器………………………….………………………...34
圖1.7(a) Au/Sn生合物之TEM剖面圖……………………….......................35
圖1.7(b) Au5Sn晶體EDX圖...........................................................................35
圖1.8(a) Au/Sn擴散偶在真空180℃情況下退火36小時所得結果……....36
圖1.8(b)為Au/Sn擴散偶於上述條件下並利用Sio2拋光後所得結果….....36
圖2.1穿透式電子顯微鏡示意圖………………………...…....…………..…37
圖2.2 X-Ray粉末繞射儀示意圖…………………….…………….………....38
圖3.1 A0試片之明場像……………………..………………………………. 39
圖3.2 A0試片之電子繞射圖…………………………………………………39
圖3.3 A1試片之明場像……………………………………...……………….40
圖3.4 A1試片之暗場像………………………………………………………40
圖3.5 A1試片之電子繞射圖..……………….……...………………….…….41
圖3.6 A2試片之明場像………………………………………………..……..42
圖3.7 A2試片之暗場像………………………………………………………42
圖3.8 A2試片之電子繞射圖…………………………………………………43
圖3.9 A3試片之明場像………………………………………………………44
圖3.10 A3試片之暗場像………………………………………..……………44
圖3.11 A3試片之之電子繞射圖……………………………………………..45
圖3.12 A4試片之明場像……………………………………………………..46
圖3.13 A4試片之暗場像………………………………………..……………46
圖3.14 A4試片之電子繞射圖………………………………………………..47
圖3.15 B1試片之明場像……………………………………………………..48
圖3.16 B1試片之暗場像………………………………………..……………48
圖3.17 B1試片之Au電子繞射圖……………………………………….. …49
圖3.18 B1試片之Au5Sn電子繞射圖………………………………………..49
圖3.19 B1試片之電子繞射圖…………………………………….…………..50
圖3.20 B1試片之複合電子繞射圖………………………………..………….50
圖4.1 (001)Au之立體投影圖……….………………………………………....51
圖4.2 (-111)Au之立體投影圖..…………………………………. ..…………….51
圖4.9 (-110)Au之立體投影圖...………………………………………….….…..52
圖4.3 (001)Au原子分佈圖...…………………………………………...….…...53
圖4.4 (2-1-10)Au5Sn原子分佈圖...………………………………………….……53
圖4.5 (001)Au原子與(2-1-10)Au5Sn原子疊合圖.....……………………..………53
圖4.6 (-111)Au原子分佈圖...……………………….………………...…………54
圖4.7 (2-1-10)Au原子分佈圖...………………….….………………...…………54
圖4.8 (-111)Au原子與(2-1-10)Au5Sn原子疊合圖...………..…………..…………54
圖4.10 (-110)Au原子分佈圖...…………………………………………..……....55
圖4.11 (2-1-10)Au5Sn原子分佈圖...………………………..……………….……55
圖4.12 (-110)Au原子與(2-1-10)Au5Sn原子疊合圖...……………………..……….55
圖4.13 (001)Au原子與(11-20)Au5Sn原子疊合圖...……………………..……...56
圖4.14 (-111)Au原子與(11-20)Au5Sn原子疊合圖...……………………..………….56
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