铜镍镀层中镍层的grain为什么与铜层的grain如此相似

• 求版主至顶，对材料金相及扩散形成金属间化合物有研究的专家们，敬请不吝指教。 谢谢先！

你的问题确实是金属材料的金相组织，不是TEM问题。好在我有这个专业背景，我试着帮你解释一下。从相图上可以知道，Cu和Ni是匀晶相图，也就是说铜和镍的结构相同，原子半径相近，所以可以无限混溶，在任何比例下都可以形成一个固溶体。这样在你电镀的时候，（应该先镀铜再镀镍吧），镍就沿着铜的晶粒继续生长。在半导体和器件的制备中把这种现象叫做外延生长，即，镀层原子沿着基底晶格生长。当然，半导体中用的基体是单晶。

楼主给的照片特别像金相照片，但我推测是电镜明场照片。电镜照片上主要的衬度原理是衍射衬度，因此同一个晶粒具有相同的灰度，那个大晶粒的灰度是由于同一个晶粒，相同晶体方向决定的。由于铜和镍的原子序数只差一，不会形成差别。另外，所给的组织中有细晶区，柱状晶区，取决于其它条件，铜和镍都会出现。

非常感谢您的回复。
我也觉得应该是金相照片，但不是电镜明场拍的，而是在FIB上拍照的，应该属于利用离子束的Channel沟道效应拍出的金相图；
另外，您讲的因铜镍晶格常数接近而导致外延生长，那么这个外延生长与后镀上的镀层的厚度是否有关？有资料说当后镀上个金属厚度超过3~5um时，这种外延生长就不明显了，正如图上靠上面的更厚的镍层并没有顺着铜的晶格生长。
再次感谢您的专业回复。

这个复合镀层形成的先后顺序是：先化学镀镍，再电镀镍，接着电镀铜，再电镀镍，再换一种工艺电镀镍，最后镀铬

一般所说的外延生长是在单晶体基体上，原子按照基体的晶体结构和方位持续生长，但是半导体器件上的薄膜通常很薄，可能还长不到微米级。所以对于你的情况只是类比，想以此说明新镀层可以沿着原来暴露的晶粒继续生长，不必重新形核长大

镍和铜具有相同的晶体类型，晶格常数又非常相近，在铜上镀镍或者镍上镀铜的时候，是有可能沿基体的晶格方向外延生长的，厚度一般可以达到5μm左右，继续镀厚就会根据镀层自身的性质择优取向。因此，如果镀层较薄的话，基体性质对镀层结晶状态是有较大的影响的。化学镀镍层一般都是非晶态或者不定形的，结晶比较细腻致密，没有粗大晶粒；紧挨着Cr层的Ni层结晶也比较细，不会是脉冲电源镀的吧？我之前在铜底材上电镀镍3μm左右，镀后铜表面的晶格状态完全呈现在镍层表面，应该就是沿底材外延生长，没有产生新的晶核。另外，不知道你每镀完一层是否经过退火，如果经过退火相互之间会有所扩散互溶，形成金属间化合物

抱歉的确不称职，你的问题的确偏移TEM，应该给你转移其他版面，对于镀层了解不多，也不敢妄言