• 분석과학
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• 제6권2호
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• pp.217-223
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• 1993

저항가열식 진공중착기를 이용하여 실온(ambient temp.)과 $250^{\circ}C$에서 알루미나 기판 위에 Au/Cr, Au/Ni/Cr 및 Au/Pd/Cr 박막을 제조하였으며, 공기 중에서 $300^{\circ}C$, $450^{\circ}C$, $600^{\circ}C$의 온도로 각각 1시간 동안 열처리하였다. Au, Ni(또는 Pd) 및 Cr 박막의 두께는 각각 $1000{\AA}$, $300{\AA}$, 및 $50{\AA}$이었다. 박막 제조시 기판의 온도와 박막 제조 후 열처리 온도는 각 층의 상호확산으로 인하여 박막의 면저항값에 영향을 주었다. Auger depth profile 분석결과, Au/Cr 시스템에서는 기판의 온도는 $250^{\circ}C$로 하여 박막을 제조할 때 이미 Cr은 Au 표면으로 확산되었으며, 열처리 후에는 Au의 분포도만 변화하였다. Au/Ni/Cr과 Au/Pd/Cr 시스템의 경우 Ni와 Pd 모두 확산현상이 발견되었으며, 특히 Ni(약 45 at.%)는 Au 박막 표면으로 확산되어 산화되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제13권3호
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• pp.55-62
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• 1976

순수한 닉켈과 금 박막을 (III)규소 단 결정위에 진공 증착시켰다. Ni/Au/Si나 Au/Ni/Si시료를 진공중에서 약 55$0^{\circ}C$로 가열하였을 때 육방정 혹은 변형된 육방정의 미소 결정들이 규소 기질위에 형성되었다. 이들 미소 결정들의 형성과정 및 조성은 X-선 회절법, scanning electron microscopy 및 scanning Auger microprobe 법을 사용하여 결정하였다. 이들 미소 결정은 NiSi2임이 확인되었다. Ni/Au/Si 시료에서는 Au-Si 공융점(37$0^{\circ}C$) 이상으로 온도가 증가됨에 따라 닉켈과 규소가 Au-Si 공융체 속으로 이동한 후 반응하여 NiSi2를 형성하였다. Au/Ni/Si 시료에 있어서의 Au-Si 공융체 형성은 닉켈 박막에 있는 바늘구멍형의 표면 결함과 관련 지을 수 있겠다. 금이 닉켈 박막의 grain boundary를 통하여 Ni/Si 계면으로 확산되어 그 계면을 습윤시킨 다음 Au-Si 공융체를 형성하였다. 이런 Au-Si 공용체는 닉켈과 규소 원자에 대한 높은 확산 매질로서 작용하여 NiSi2 형성을 촉진시켰다. 표면에 평행한 (III)규소면 위의 NiSi2 미소 결정은 유사한 육방정으로 나타났으며, 경사진 미소결정은 부등변 사변형과 유사하였다. Auger 스펙트럼 및 Ni, Au 및 Si에 대한 내층조성(indepth Composition Profiles)은 NiSi2 미소 결정이 Au-Si 공융체의 matrix에 미소 부분으로 나타났음을 보여주었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.47-53
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• 2004

공정 Au-20Sn 솔더합금을 솔더링 시간과 온도를 달리하여 Ni위에서 솔더링하였다. 주사전자현미경 (SEM)을 사용하여 계면에 생성된 IMC의 조성, 상, 모양에 대해 조사하였다. 계면에는 $(Au,Ni)_3Sn_2$와 $(Au,Ni)_3Sn_2$의 두 가지 IMC가 생성되었다. 그 중 첫 번째 생성된 IMC인 $(Au,Ni)_3Sn_2$상은 솔더링 온도에 따라 모양의 변화가 관찰되었다. 이러한 모양의 변화로 인한 확산통로수의 변화는 모든 솔더링 온도에서 거의 비슷한 IMC 두께를 가지도록 한다. IMC, $(Au,Ni)_3Sn_2$상의 모양변화는 온도 증가에 의한 생성엔탈피의 감소 때문인데, 이는 Jackson's parameter로써 잘 설명될 수 있다.

• 한국표면공학회지
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• 제50권4호
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• pp.296-300
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• 2017

NiO nanofibers with Au nanoparticles were synthesized by sol-gel and electrospinning techniques, in which the reduction process by ultraviolet exposure is included for the growth of Au nanoparticles in the electrospinning solution. FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscopy), TEM(Transmission Electron Microscopy) revealed that the synthesized nanofibers had the diameter of approximately 200 nm. X-ray diffraction showed the successful formation of Au-decorated NiO nanofibers. Gas sensing tests of Au-decorated NiO nanofibers were performed using reducing gases of CO, and $C_6H_6$, $C_7H_8$, $C_2H_5OH$. Compared to as-synthesized NiO nanofibers, the response of Au-loaded NiO nanofibers to CO gas was found to be about 3.4 times increased. On the other hand, the response increases were only 1.1-1.3 times for $C_6H_6$, $C_7H_8$, and $C_2H_5OH$.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권2호
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• pp.59-64
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• 2013

3차원 적층 패키지를 위한 Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu 미세 범프의 열처리에 따른 금속간 화합물 성장 거동을 분석하기 위하여 in-situ SEM에서 $135^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $170^{\circ}C$의 온도에서 실시간 열처리 실험을 진행하였다. 실험 결과 금속간 화합물의 성장 거동은 열처리시간이 경과함에 따라 시간의 제곱근에 직선 형태로 증가하였고, 확산에 의한 성장이 지배적인 것을 확인 할 수 있었다. Ni/Au 층의 존재로 인해 Au의 확산으로 복잡한 구조의 금속간 화합물이 생성 된 것을 확인할 수 있다. 활성화 에너지는 $Cu_3Sn$의 경우 0.69eV, $(Cu,Ni,Au)_6Sn_5$경우 0.84 eV로 Ni이 포함된 금속간 화합물이 더 높은 것을 확인 하였으며, 확산 방지층 역할을 하는 Ni층에 의해 금속간 화합물 성장이 억제됨에 따라 신뢰성이 향상 될 것으로 사료된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권2호
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• pp.95-103
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• 2005

42Sn-58Bi 솔더(이하 wt.$\%$에 의한 표기)와 무전해 Ni-P/치환 Au under bump metallurgy (UBM) 간의 계면 반응을 intermetallic compound (IMC)의 형성과 성장, UBM의 감소, 그리고 범프 전단강도의 영향 관점에서 시효 처리 전 후에 어떠한 변화가 생기는 지를 알아보고자 하였다. 치환 Au 층을 $5{\mu}m$ 두께의 무전해 Ni-P ($14{\~}15 at.\%$ P)위에 세 가지 각기 다른 두께, 즉 $0{\mu}m$(순수한 무전해 Ni-P UBM), $0.1{\mu}m$, $1{\mu}m$로 도금하였다. 그 후 42Sn-58Bi 솔더 범프를 세 가지 다른 UBM 구조에 스크린프린팅 방식으로 형성하였다. 범프 형성 직후에는 세 가지 다른 UBM구조에서 솔더와 UBM 사이에 공통적으로 $Ni_3Sn_4$ IMC (IMC1) 만이 형성됐다. 하지만, 이를 $125^{\circ}C$에서 시효 처리를 할 경우 특이하게 Au를 함유한 UBM 구조에서는 $Ni_3Sn_4$ 위로 또 다른 4원계 화합물 (IMC2)이 관찰되었다. 원자 비로 $Sn_{77}Ni{15}Bi_6Au_2$인 4원계 화합물로 확인되었다. $Sn_{77}Ni{15}Bi_6Au_2$ 층은 솔더 조인트의 접합성에 매우 치명적인 영향을 미쳤다. 시효 처리를 거친 Au를 함유한 UBM 구조에서 솔더 범프의 전단 강도 값은 시효 처리 전에 비해 $40\%$ 이상의 감소를 보였다.

• 한국표면공학회지
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• 제55권6호
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• pp.408-416
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• 2022

In this study, the effect of Au-Sn alloy coating on reliability of electrical contacts was investigated via comparison with Au-Co alloy coating. The results show that Au-Sn alloy exhibited lower contact resistance and higher solder spreadability than those of Au-Co alloy after thermal aging. In the case of Au-Co alloy plating, the underlying Ni element diffused into Au-Co layer to form Ni oxides on surface during thermal aging, leading to increased contact resistance and decreased solder spreadability. Meanwhile, for Au-Sn alloy plating, Au-Ni-Sn metallic compound was formed at the interface between Au-Sn layer and underlying Ni layer. This compound acted as a diffusion barrier, thereby inhibiting the diffusion of Ni to Au-Sn layer during thermal aging. Consequently, Au-Sn alloy layer showed better contact reliability than that of Au-Co alloy layer.

• 한국표면공학회지
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• 제46권6호
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• pp.235-241
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• 2013

In this study, the effects of alloying elements and thermal aging on the contact resistance of electroplated gold alloy layers were investigated by surface analysis using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The contact resistance of Au-Ag alloy was lower than that of Au-Ni or Au-Co alloy after thermal aging. The XPS results show that nickel and oxygen present as nickel oxides such as NiO and $Ni_2O_3$ on the surface of gold layers after thermal aging. The increase in the contact resistance after thermal aging is attributable to the nickel oxide layer formed on the surface of the gold layers. The content of nickel diffused from the underlayer during the thermal aging was high in the order of Au-Co, Au-Ni and Au-Ag alloy because the area of grain boundary was large in the order of Au-Ag, Au-Ni and Au-Co alloy.

• ETRI Journal
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• 제24권5호
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• pp.349-359
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• 2002

With Ni/Au and Pd/Au metal schemes and low temperature processing, we formed low resistance stable Ohmic contacts to p-type GaN. Our investigation was preceded by conventional cleaning, followed by treatment in boiling $HNO_3$:HCl (1:3). Metallization was by thermally evaporating 30 nm Ni/15 nm Au or 25 nm Pd/15 nm Au. After heat treatment in $O_2$ + $N_2$ at various temperatures, the contacts were subsequently cooled in liquid nitrogen. Cryogenic cooling following heat treatment at $600^{\circ}C$ decreased the specific contact resistance from $9.84{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ to $2.65{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ for the Ni/Au contacts, while this increased it from $1.80{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ to $3.34{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ for the Pd/Au contacts. The Ni/Au contacts showed slightly higher specific contact resistance than the Pd/Au contacts, although they were more stable than the Pd contacts. X-ray photoelectron spectroscopy depth profiling showed the Ni contacts to be NiO followed by Au at the interface for the Ni/Au contacts, whereas the Pd/Au contacts exhibited a Pd:Au solid solution. The contacts quenched in liquid nitrogen following sintering were much more uniform under atomic force microscopy examination and gave a 3 times lower contact resistance with the Ni/Au design. Current-voltage-temperature analysis revealed that conduction was predominantly by thermionic field emission.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권4호
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• pp.1-9
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• 2002

Ball grid array (BGA) substrate 상의 0.5 $\mu\textrm{m}$Au/5 $\mu\textrm{m}$Ni/Cu 층으로 구성된 접촉 패드(pad)와 In-15(wt.%)Pb-5Ag 솔더 볼 사이에서 리플로우 및 고상 시효동안 일어나는 금속학적 반응 특성이 조사되었다. 1-5 분의 리플로우 시간에 따라 솔더/패드 계면에서 $AuIn_2$ 또는 Ni-In 금속간 화합물층이 형성됨이 관찰되었다. 리플로우 동안 용융 In-l5Pb-5Ag 솔더 내로의 Au 층의 용해 속도는 $2\times 10^{-3}$ $\mu\textrm{m}$/sec 정도로 측정되어 공정 Sn-37Pb와 비교하여 매우 느린 것으로 관찰되었다. $130^{\circ}C$에서 500시간의 고상 시효 후에는 초기 리플로우 시간에 관계없이 $Ni_{28}In_{72}$ 금속간 화합물층이 약 3 $\mu\textrm{m}$까지 성장하였다. 이를 통하여 솔더 합금에서의 In 원자들은 아래의 Ni 층과 반응하기 위하여 리플로우 동안 형성된 $AuIn_2$상을 통하여 확산하는 것으로 관찰되었다. 미세구조 관찰과 전단 시험을 통하여 In-l5Pb-5Ag합금의 경우는 Sn-37Pb 조성과는 달리 Au/Ni surface finish 상에 사용시에도 솔더 접합부에서의 Au-embrittlement를 야기 시키지 않는 것으로 분석되었다.