微元图形化学镀NiP／Cu工艺与其镀层组织的研究

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1、东南大学硕士学位论文微元图形化学镀Ni-P/Cu工艺与其镀层组织的研究姓名：王勇申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张远明20060401微元图形化学镀Ni．P／Cu工艺与其镀层组织的研究研究生：王勇导师：张远明教授学校：东南大学随着电子技术产品朝着高可靠性、微型化方向发展，化学镀层以其自身独特的电学性能在微机电系统(MEMS)、微电子器件等中的应用越来越广，得到了许多国家政府和企业的高度重视。为了解决超晶格半导体微制冷器的接触电阻和多级热电单元的制造工艺问题，本论文采用化学镀技术在半导体硅表面制备金属接触膜，同时利用化学镀技术成膜的可选择性。实现金属有选择

2、成膜。本文首先研究了半导体硅表面化学镀技术的前处理工艺；其次，通过大量的实验优化了化学镀工艺，实现半导体硅表面化学沉积Ni．P／Cu合金；最后，利用YAG脉冲激光和化学镀的方法在半导体硅表面制备了微型结构图元，实现了金属有选择成膜。主要的实验内容和结果包括：(1)对半导体硅表面化学镀前处理工艺的各个工序进行研究，制定了化学镀前处理工艺流程：化学镀前准备斗除油j表面粗化—+表厩活化—'表面敏化—'还原，以及各个工序的工艺参数；(2)较为系统地研究主盐、次亚磷酸钠、pH值、溶液温度等对镀层沉积速率的影响，得到化学镀镍／铜的优化工艺；采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪以

3、及X-ray衍射仪对镀层进行了表征；(3)采用次亚磷酸钠作还原剂的酸性化学镀镍溶液，低温下在硅表面获得了息好的镍-磷合金镀层，镀态下镀层为非晶态结构；(4)采用次亚磷酸钠取代传统的甲醛为还原剂，硫酸镍为再活化剂的碱性化学镀铜，获得了铜一镍合金镀层；(5)利用YAG脉冲激光和化学镀的方法在经过敏化、活化处理的半导体硅表面制备了微型结构图元，实现金属有选择成膜。关键词：半导体硅，前处理，化学镀镍，化学镀铜，YAG脉冲激光，微元图形RESEARCHoFMICRo．PATTERNELECTROLESSNI-P／CUPLATINGTECHNoLoGYANDCoATINGSTRU

4、CTUREBYWANGYongSupervisedbyProf．ZhangYoan-mingSoutheastUniversityThcelecuonics．螂咖hasprogressedrapidly；andelectrolessplatingisakeytechnologyforthefabricationofMicro-ElecUo-McchanicalSystems(MEMS)andmicruelement[Ⅺ-causeofitsparticularcharacteristics．Manygovernmentsand∞terpfi∞havepaidatten

5、tiontoiLInordertoresolvetheproblemofcontactresistanceofsuper-latticemicro-coolerandthemanufacturetechnologyofmultilevelthermoelectricitycell，thisthesisadoptstheelectrolessplatingtodepositcontactfilmonthesemi-conductorsiliconsurface，andobtainsselectivemetalfilmbymakinguseofelectrolesspla

6、ting．Firstly,thesurfaceofsemi-conductorsiliconpretreatmenttechnologyofelectrolassplatingisstudiedinthispaper．Secondly,throughavarietyofexperiments，theoptimalteclllmlogyofelectrolessplatingisgained．Finally,themicro-patternonthesurfaceofsemi-conductorsiliconismadeandselectivemetalfilmisob

7、tainedbymakinguseoftheYAGpulselaserandelectzolessplating．Themaincontentandexperimentresultsinclude：(1)Thepretream3enttechnologyofelectrolessplatingonsemi-conduetorsiliconisstudied．Thetechnologicalflowofpretreatmentandthetechnologicalparametersofeachworkingprocedurearcestablishe