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《福州大学》 2005年
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化学沉积银和银钨合金的工艺研究

黄浩  
【摘要】:目前银被覆技术已成为微电子领域的热门研究方向,在电路板上沉积银是其中 的重要的研究课题。本文研究在铜基材上用浸镀法表面化学沉积的技术,以获得较 精细纳米级的银及银钨镀层。实验用工业纯铜薄膜为基材,经过基材预处理、银基 镀液配制、化学沉积和镀层表征。研究方法包括:用 HITACHI(日立)S-570 型与 PHILIPS XL30 型扫描电镜(SEM)观察镀层形貌;JEOL-2000EX型高分辨率透射电镜 (TEM)观察镀层的粒子形貌;XD-5A 型 X-射线衍射仪分析镀层的物相组成。 研究表明,沉积银的开始都经历一段孕育阶段。预处理工艺对反应难易程度有 很大的影响很大。镀液 pH值、施镀温度提高,超声的加入,有助于反应速度的加快; 硝酸银浓度提高,加快了反应速度;EDTA-2Na和氨水浓度提高,使镀液稳定性升高, 降低了反应速度。镀层的 X 射线衍射分析结果表明,络合剂对防止镀液中的氢氧化 银的产生起关键作用,而氢氧化银是产生氧化银的直接原因,因而选用 EDTA-2Na 和氨水作为络合剂,以及适合的量,可以减少 X 射线中的氧化银的馒头峰。对银及 银钨镀层的 SEM 扫描电镜观察表明,在化学沉积银的条件下,镀层是由平均尺寸为 80nm 的颗粒组成,在化学沉积银钨条件下,则获得了由平均尺寸为 50nm 的颗粒所 构成的较精细镀层;在化学沉积银的条件下 X 衍射分析结果表明化学沉积所得试样 表面包覆了一层银;能谱分析表明 W 与 O 形成 WO3;TEM 透射电镜则发现了 WO3的存 在。本文将 Bockris 方程应用于银的沉积反应中,计算获得银金属沉积的表观活化 能 Ea 为 14.5KJ/mol。并得到银沉积速率的经验公式为: 当[Ag+] ≤0.055mol/L v = 6.5888×10?4[Ag+]0.5732[L1]?0.97153[L2]?1.49722[H+]?0.3218 exp[298 (T Ea ? 298)] R T 当[Ag+] 0.055mol/L v = 6.343×10?6[Ag+]?0.98163[L1]?0.97153[L2]?1.49722[H+]?0.3218exp[298 (T Ea ?298)] R T 最后,本文还对如何处理镀银废液的处理提出了建议。
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ153

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