Procédés de liaison directe du cuivre au nitrure d'aluminium

Direct Bonding processes between copper and aluminium nitride

• Auteur / Autrice : Thierry Joyeux
• Direction : Jean Jarrige
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cuivre

Liaisons chimiques

Mots clés libres

Procédé de liaison direct

Nitrure d'aluminium

Résumé

Le procédé de liaison direct ou DBC (Direct Bonding Copper) a été envisagé pour lier le cuivre au nitrure d'aluminium. Les interactions entre Cu et AlN ont été étudiées en fonction de la présence d'oxygène. Une phase eutectique est formée à 1060°C entre le cuivre et l'oxygène mais lorsqu'elle se trouve en contact diredt avec le nitrure d'aluminium, la liaison ne peut être réalisée. Une fine couche d'alumine (4 Ưm) doit être formée par oxydation de AlN. Une liaison forte est obtenue après refroidissement. Deux procédés ont alors été mis au point sous deux environnements gazeux différents. Sous athmosphe��re réductrice en oxygène, l'oxygène est fourni au système par l'oxydation préalable du cuivre. Une épaisseur d'oxyde de cuivre de 8 Ưm a été définie pour obtenir une forte liaison avec une quantité minimale d'oxygène à l'interface après un traitement thermique à 1072°C pendant 3 minutes. Sous atmosphère contôlée en oxygène, le cuivre est oxydé in-situ. La pression partielle d'oxygène doit être fixée à 2,5 Pa pendant le traitement thermique. Une liaison de forte adhérence est obtenue dans les deux cas mais la composition de l'interf ce est différente. Le premier procédé montre la présence d'une faible quantité d'oxygène, de la phase CuAlO2 et de quelques bulles. Le second présente une plus forte quantité d'oxygène mais sans phase interfaciale, sans bulle. . .

Direct Bonding Copper (DBC) process was considered for bonding copper to aluminium nitride. Interaction between Cuand AlN was studied as a function of oxygen content to understand the interfacial phenomena during bonding and to improve thermal properties of Cu/AlN interface without deterriorating mechanical properties. . .