激光誘導(dǎo)選擇性化學(xué)鍍銅及沉積過程的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著電子技術(shù)產(chǎn)品朝著高可靠性、微型化方向發(fā)展，化學(xué)鍍層以其自身獨(dú)特的電學(xué)性能在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、微電子器件等中的應(yīng)用越來越廣，越來越受到人們的關(guān)注。激光由于在較小的光能能量密度下具有極高的光強(qiáng)、加熱時(shí)熱擴(kuò)散區(qū)域極小、可對物質(zhì)在原子、分子水平上操縱以及對物質(zhì)在微小區(qū)域內(nèi)某些重要屬性進(jìn)行改變與處理等特點(diǎn)，將在MEMS和微納米器件的加工制造等眾多領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用前景。 本文以實(shí)驗(yàn)為主要手段對在N型半導(dǎo)體硅上進(jìn)行選擇性圖形化學(xué)

2、鍍銅進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)中化學(xué)鍍銅溶液主要由銅鹽以及次磷酸鈉還原劑溶液組成。由于施鍍基體為半導(dǎo)體硅，而硅本身不具有催化活性，故在化學(xué)鍍銅工藝之前必須對基體表面進(jìn)行一些必要的預(yù)處理。預(yù)處理工藝主要有：除油、粗化、敏化以及活化處理工藝。采用了YAG激光輔助加工方法在經(jīng)過預(yù)處理的基體上加工出所需圖形。在激光作用下，基體上局部區(qū)域被剝離掉，該部分區(qū)域則不具有催化活性，而未被激光剝離的部分仍然具有催化活性。故在化學(xué)鍍銅工藝中，被激光加工剝離區(qū)域沒有金

3、屬銅沉積下來，而未被激光剝離部分沉積了金屬銅的薄膜。由于采用次磷酸鈉為還原劑，故需在反應(yīng)溶液中加入適量的再活化劑離子。實(shí)驗(yàn)中選用Ni<'2+>再活化劑，從而最后獲得了銅．鎳合金鍍層，且鍍覆層也比較均勻。 本文還對化學(xué)鍍銅沉積過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，該沉積溶液由銅一酒石酸一甲醛體系組成，建立了由于擴(kuò)散而引起物質(zhì)離子向基體表面轉(zhuǎn)移的偏微分方程。模擬中采用有限差分法解該偏微分方程，得到在擴(kuò)散層中銅的絡(luò)合物以及甲醛濃度變化曲線，同時(shí)通過作差