Or – aluminium intermétallique - Gold–aluminium intermetallic
Un intermétallique or-aluminium est un composé intermétallique d' or et d' aluminium qui se produit aux contacts entre les deux métaux.
Ces intermétalliques ont des propriétés différentes de celles des métaux individuels, ce qui peut poser des problèmes de liaison par fil en microélectronique . Les principaux composés formés sont Au 5 Al 2 (peste blanche) et AuAl 2 (peste pourpre), qui se forment tous deux à des températures élevées.
La peste blanche est le nom du composé Au 5 Al 2 ainsi que le problème qu'il cause. Il a une faible conductivité électrique, de sorte que sa formation au niveau du joint entraîne une augmentation de la résistance électrique qui peut entraîner une défaillance totale. Peste pourpre (parfois appelé la mort pourpre ou Roberts-Austen de l' or violet ) est un fragile , composé violet vif, AuAl 2 , soit environ 78,5% Au et 21,5% en masse Al. AuAl 2 est le plus stable thermiquement des composés intermétalliques Au – Al, avec un point de fusion de 1060 ° C (voir diagramme de phase), similaire à celui de l'or pur. Le processus de croissance des couches intermétalliques entraîne une réduction de volume et crée donc des cavités dans le métal à proximité de l'interface entre l'or et l'aluminium.
D'autres composés intermétalliques or-aluminium peuvent également causer des problèmes. En dessous de 624 ° C, la peste violette est remplacée par Au 2 Al, une substance de couleur beige. C'est un mauvais conducteur et peut provoquer une défaillance électrique du joint pouvant entraîner une défaillance mécanique. À des températures plus basses, environ 400–450 ° C, un processus d' interdiffusion a lieu à la jonction. Cela conduit à la formation de couches de plusieurs composés intermétalliques de compositions différentes, de riches en or à riches en aluminium, avec des taux de croissance différents. Les cavités se forment à mesure que les couches plus denses et à croissance rapide consomment celles à croissance plus lente. Ce processus, connu sous le nom de vidage de Kirkendall , conduit à la fois à une résistance électrique accrue et à un affaiblissement mécanique de la liaison par fil. Lorsque les vides sont collectés le long du front de diffusion, un processus facilité par les contaminants présents dans le réseau, on parle de miction de Horsting , un processus similaire et souvent confondu avec la miction de Kirkendall.
Tous les problèmes causés par les intermétalliques or-aluminium peuvent être évités soit en utilisant des procédés de collage qui évitent les températures élevées (par exemple, le soudage par ultrasons ), soit en concevant des circuits de manière à éviter le contact aluminium-or en utilisant l'aluminium-aluminium jonctions or-or.