集成电路（Integrated circuit, IC）一直是世界各国抢占的高地，也是国家综合国力的重要体现。随着IC在智能制造、穿戴设备的广泛应用，三维集成电路（3D IC）逐渐替代二维集成电路(2D IC)实现多芯片间系统的高度集成。当前，二维集成电路互连结构的直径大约为100μm，但是三维集成电路要求互连结构的直径缩小至5μm以下，对应的互连结构在芯片表面的分布密度将会增加104倍，体积也将缩小106倍。在这种高密度下，互连结构晶粒各向异性效应和晶界扩散机制带来的电迁移阻抗、热失效、剪切断裂等失效模式一直威胁3D IC的发展。
针对上述挑战，材料工程学院青年教师陈捷狮博士及指导的研究生开展了系列研究：开展锡（Sn）基钎料微合金化对微连互连结构的界面行为（界面生长/柯肯达尔效应(Kirkendall Effect)/力学性能测试等）研究，构建了微合金化界面生长模型，阐明了相应失效模式；开展芯片服役环境（热/电/腐蚀环境下）多重耦合作用下的互连结构微连接可靠行为研究；开展不同基板（多晶Cu/电镀Cu/真空溅射Cu/多晶Ni/单晶Ni）的互连结构界面微连接行为研究，阐明界面相形成机制，界面演化及剪切断裂等实效机理；根据前期基础，近期开展纳米化互连结构和单晶互连结构设计制备研究；相关成果发表了8篇SCI论文，其中二区论文2篇（Mater. Lett. (2020) 278, 128424(1-5); Appl. Phys. A-Mater. (2020) 126, 1-12; Mater. Today Commun. (2020) 24, 101182(1-10)；J Mater. Res. Technol. (2019) 8, 4141-450, IF=5.289, 二区； J Alloy. Comp. (2019) 804, 538-548 IF=4.650, 二区； Weld. World (2019), 63,751-757 (71shIIW in Bali-Indonesia, Recommended for publication by Commission VII - Microjoining and Nanojoining); Phase Transit.( 2019) 1-17; Appl. Sci.-Basle (2018) 8, 2073(1-8)），并申请相关发明专利4项。其中Welding in the World (2019) 63(3) 751-757 在第71届国际焊接学年会（IIW）中（印度尼西亚•巴厘岛），被第七委员会（Commission VII）- “Microjoining and Nanojoining”专题推荐为最佳专题报告论文发表。
上述研究工作受国家自然科学基金（No. 51805316）、中国博士后科学基金面上资助（No. 2019M651491），先进焊接与连接国家重点实验室面上基金（No. AWJ-20-M12）和上海市激光先进制造技术协同创新中心资助。
