一种用于微孔填充的化学镀银溶液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微电子封装、电子芯片互联线制作技术领域，具体涉及到平均分子量 在2500~6000的含氧高聚物实现了微孔的完美化学镀填充。
【背景技术】
[0002] 金属银具有优良的导电性、导热性和可焊性等综合物理化学性能，已广泛应用于 航空、航天、石油化工、机械、电子、计算机、汽车、医疗等领域。电镀银填充技术就会变得越 来越困难，完美化学镀银将替代电镀填充来完成更加细密的微电子器件的制作。完美的化 学填充实质是要在道沟或微孔中进行无空洞、无缝隙的填充银。但在实际道沟或微孔的填 充中，往往会出现空洞等缺陷。
[0003] 在微孔填充过程中，通过添加一些添加剂来调节在微孔中化学镀银的沉积速率。 当银在微孔口部附近的沉积速率大于其在微孔底部的沉积速率时，银镀层会封口而形成空 洞；当银在微孔底部和微孔外的沉积速率比较均匀时，则会在微孔中央形成缝隙；只有当 银在微孔底部的沉积速率大于其在微孔表面的沉积速率时，才能将微孔填充满，避免空洞 和缝隙产生，完成微孔的无缺陷填充，即完美填充，这是最理想的填充方式。而实现完美化 学银填充的关键在于化学镀银溶液中添加剂的选择，使得银在微孔底部的沉积速率相对大 于其在微孔表面的沉积速率，从而形成理想的化学填充。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够实现无空洞、无缝隙、完美填充微 孔的化学镀银溶液。
[0005] 解决上述技术问题所采用的技术方案是IL该化学镀银溶液由下述质量配比的原 料组成：
[0006] 硝酸银 2.5 g~12. Og 2. 5 g~.10.0 g
[0007] 氨水（含氨25%) 5 ml~120 ml 酒石酸钾钠 10 g~40g 平均分在3000~8000的含％1高聚物 0. 001 g~0.02g 蒸馏水 加至IL
[0008] 上述的平均分子量在3000~8000的含氧高聚物是聚丙烯酸、聚乙二醇、聚醚类中 的任意一种。
[0009] 本发明IL化学镀银溶液优选由下述质量配比的原料组成：
[0010] 硝酸银 2. 5 g~12, Og DL-蛋氨酸 2. 5 g~30.0 g 氣水（含氣25%) 5~120ιιι_1 酒石酸钾钠 20 g~40g 平均分子泣在3000~8000的含氣高聚物 0. 005 g~0. 01 g 蒸馏水 加至1L。
[0011] 本发明IL化学镀银溶液最佳由下述质量配比的原料组成：
[0012] 硝酸银 7 5 g DL-蛋氨酸 5g 氨水（含氨25%) 60 ml 酒石酸钾钠 15 g 平均分子足:在3000~8000的含％1高聚物 0. 005 g 蒸馏水 加至IU
[0013] 本发明用于微孔填充的化学镀银溶液的制备方法为：按照上述原料的质量配比， 将硝酸银、酒石酸钾钠加入烧杯中，加入900mL蒸馏水至固体完全溶解，再加入DL-蛋氨酸、 质量浓度为4g/L的平均分子量在3000~8000的含氧高聚物、6mol/L的NaOH水溶液，搅拌 均匀，用蒸馏水定容至1L，配制成化学镀银溶液。
[0014] 本发明通过在化学镀银溶液中添加平均分子量在3000~8000的含氧高聚物，实 现了微孔的无空洞、无缝隙、完美的化学银填充，且化学镀银溶液稳定，沉积银膜质量好。
【附图说明】
[0015] 图1是实施例1制备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图。
[0016] 图2是实施例2制备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图。
[0017] 图3是实施例3制备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图。
[0018] 图4是实施例4制备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图。
[0019]图5是实施例5制备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
[0021] 实施例1
[0022] 以制备本发明化学镀银溶液IL为例，所用原料及其质量配比为：
[0023] 硝酸银 ：3. 5 g DL-蛋氨酸 3. 5 g 氨水 75 ml 酒石酸钾钠 10 g 平均分子泣在3000~5000的聚丙烯酸 0. 001 g 蒸馏水 加至I L。
[0024] 其制备方法如下：
[0025] 按照上述原料的质量配比，将硝酸银、酒石酸钾钠加入烧杯中，加入900mL蒸馏水 至固体完全溶解，再加入DL-蛋氨酸、质量浓度为4g/L的平均分子量在3000~8000的含 氧高聚物、6mol/L的NaOH水溶液，搅拌均匀，用蒸馏水定容至1L，配制成化学镀银溶液。
[0026] 实施例2
[0027] 以制备本发明化学镀银溶液IL为例，所用原料及其质量配比为：
[0028] 硝酸银 7. 5 g DL-蛋氨酸 7. 0 g 氨水（含氨25%) 55 ml 酒石酸钾钠 22 g 平均分子量在3000~5000的聚丙烯酸 0. 02 g 蒸馏水 加至1L。
[0029] 其制备方法与实施例1相同。
[0030] 实施例3
[0031] 以制备本发明化学镀银溶液IL为例，所用原料及其质量配比为：
[0032] 硝酸银 6 0 g DL-蛋氨酸 5. 6 g 氨水（含氨25%) 65 ml 酒石酸钾钠 18 g 平均分_/·.泣在3000~5000的聚丙烯酸 0. 008 g 蒸馏水 加至1L。
[0033] 其制备方法与实施例1相同。
[0034] 实施例4
[0035] 以制备本发明化学镀银溶液IL为例，所用原料及其质量配比为：
[0036] 硝酸银 7.5 g DL-蛋氨酸 7. 0 g 氨水（含氨25%) 50 ml 酒石酸钾钠 15 g 平均分在:3000~,5000的聚丙烯酸 0 01 g 蒸馏水 加至1L。
[0037] 其制备方法与实施例1相同。
[0038] 实施例5
[0039] 以制备本发明化学镀银溶液IL为例，所用原料及其质量配比为：
[0040] 硝酸银 7.5 g DL-蛋氨酸 8. 5 g 氨水（含氨25%) 45 ml 酒石酸钾钠 15 g 平均分子量在3000~5000的聚丙烯酸 0. 005 g 蒸馏水 加至1L。
[0041] 其制备方法与实施例1相同。
[0042] 为了证明本发明的有益效果，发明人将本发明实施例1~5制备的化学镀银溶液 用于微孔填充，具体实验情况如下：
[0043] 实验材料：模拟硅片，硅片上有不同宽度和深度的微孔，微孔的表面首先通过物理 气相沉积IOnm的Ta防扩散层，然后在Ta表面沉积40nm的银种子层。
[0044] 实验仪器JSM-6700F冷场发射扫描电镜，由日本电子株式会社（JEOL)提供。
[0045] 1、硅片填充前的处理
[0046] 将一个单元（上面含有宽度为60nm~500nm的微孔）硅片用玻璃刀从整块硅片 上切下，用lmol/L的盐酸水溶液清洗2分钟，除去硅片银种子层表面的氧化层，然后用二次 蒸馏水清洗掉留在微孔内部的盐酸。
[0047] 2、硅片微孔的化学银填充
[0048] 取实施例1~5制备的化学镀银溶液各200mL，分别将处理后的硅片浸入其中，在 50°C进行化学银填充，填充时间为30分钟。
[0049] 3、硅片微孔的化学银填充效果
[0050] 将化学银填充完毕的硅片沿垂直于微孔的方向切开，采用JSM-6700F冷场发射扫 描电镜观察微孔填充效果，即微孔是否完全填充，表征结果见图1~5。图1是实施例1制 备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图（宽80nm高400nm的硅片微孔填充效果图）。 图2是实施例2制备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图（宽280nm高400nm的硅 片微孔填充效果图）。图3是实施例3制备的化学镀银溶液对硅片微孔的填充效果图（宽 80nm高400nm的硅片微孔填充效果图）。4是实施例4制备的化学镀银溶液对硅片微孔的 填充效果图（宽80nm高700nm的硅片微孔填充效果图）。图5是实施例5制备的化学镀银 溶液对硅片微孔的填充效果图（宽80nm高350nm的硅片微孔填充效果图）。
[0051] 由图1~5可见，本发明特有化学镀液配方可实现对硅片上不同规格的微孔进行 化学银填充，采用本发明实施例1~2制备的化学镀银溶液对硅片上不同规格的微孔进行 化学银填充，本发明特有化学镀液配方中添加适量的平均分子量为3000~5000的聚丙 烯酸能够实现无缝隙、无空洞、完美的化学镍填充。而添加较少或者较多量的平均分子量 为3000~5000的聚丙烯酸不能实现完美的化学银微孔填充。添加适量的平均分子量为 3000~5000的聚丙烯酸能够实现无缝隙、无空洞、完美的化学银填充。
【主权项】
1. 一种用于微孔填充的化学镀银溶液，其特征在于IL该化学镀银溶液由下述质量配 比的原料组成： 硝酸银 2.,5 g~12.0 g DL-蛋氨酸 2. 5 g~40.0 g 氨水（含氨25%) 5 ml~120 ml 酒石酸钾钠 10 g~40 g 平均分子量在3000~8000的含氧高聚物 0.001 g~0.02 g 蒸馏水 加至1L。
2. 根据权利要求1所述的用于微孔填充的化学镀银溶液，其特征在于IL该化学镀银溶 液由下述质量配比的原料组成： 硝酸银 2.5 g~10.0 g DL-蛋氨酸 2. 5 g~30. 0 g 氨水（含氨25%) 5 ml~100 ml 酒石酸钾钠 20 g~40 g 平均分子量在3000~8000的含氧高聚物 0. 005 g~0. 01 g 蒸馏水 加至1L。
3. 根据权利要求1所述的用于微孔填充的化学镀银溶液，其特征在于IL该化学镀银溶 液由下述质量配比的原料组成： 硝酸银 7.5 g DL-蛋氨酸 5 g 氨水（含氨25%) 60 ml 酒石酸钾钠 30 g 平均分子量在3000~8000的含氧高聚物 0. 005 g 蒸馏水 加至1L。
4. 根据权利要求1所述的用于微孔填充的化学镀银溶液，其特征在于，上述的平均分 子量在3000~8000的含氧高聚物是聚丙烯酸。
【专利摘要】本发明公开一种用于微孔填充的化学镀银溶液，1L该化学镀银溶液含有硝酸银2.5g～12.0g、DL-蛋氨酸2.5g～40.0g，氨水10ml～120ml、酒石酸钾钠10g～40g、平均分子量在3000～8000的含氧高聚物0.001g～0.02g，余量为蒸馏水，所述平均分子量在3000～8000的含氧高聚物为聚丙烯酸、聚乙二醇、聚醚类。本发明通过在化学镀银溶液中添加平均分子量在3000～8000的含氧高聚物，实现了微孔的无空洞、无缝隙、完美的化学银填充，且化学镀银溶液稳定，沉积银膜质量好。
【IPC分类】C23C18-42
【公开号】CN104862678
【申请号】CN201510198550
【发明人】王旭
【申请人】丽水学院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月23日