大长径比微米孔道中的电化学沉积行为研究

发布时间：2021-03-20 13:06

　　近年来,硅通孔（TSV）技术作为电子封装应用得到广泛关注,但大长径比通孔中的金属均匀填充是该技术需要解决的一大难题。研究大长径比硅通孔孔道中的金属电化学沉积行为有助于加深对该难题的认识,对微米孔道中金属均匀填充问题的解决具有重要的意义。本文采用光电化学腐蚀技术制备大长径（>50）硅微孔阵列（多孔硅）模板,随后利用三电极体系,以0.22 mol/L的CuSO₄溶液为电解液,采用恒压脉冲方式在孔道中沉积了金属铜。研究了腐蚀电压、腐蚀液配比和腐蚀时间对多孔硅尺寸和形貌的影响规律及沉积电压、导电基底厚度和硅为空阵列结构对微孔内金属铜电化学沉积行为的影响规律,主要研究工作和结果如下:（1）采用掩膜技术,利用HF缓冲液和KOH溶液作为腐蚀液,制备出可编码多孔硅预制坑,确定出较佳的工艺参数;HF缓冲液的溶液配比为:HF溶液（49 wt%、14mL）、NH₄F（30 g）和H₂O（50 mL）混合溶液。KOH溶液浓度为30 wt%,腐蚀温度为80℃,腐蚀时间为40 min。（2）分别采用LED灯和卤素灯为光源,制备了大长径比多孔硅... 

【文章来源】：西南科技大学四川省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传感器中新型芯片尺寸级封装示意图

1绪论3图1-2新型芯片尺寸级封装工艺流程：(a)圆片减薄，(b)制作硅通孔(TSV)，(c)夹持圆片的替代，(d)背面形成连接及凹点，(e)划片，(f)裸片组装图1-2(a)表示的是芯片的粘接和减薄，主要是感应芯片和圆片的粘接；图1-2(b)显示的是通孔硅的制备；图1-2(c)是通过优化Si/SiO2的刻蚀参数，将边墙都绝缘化后，导电材料被填充在硅通孔中后，用玻璃圆片替代夹持圆片；图1-2(e)、(d)、(f)是将芯片背面连接并加工形成凹点，然后划片，最后组装形成成品。图1-3是通孔硅的SEM图片，刻蚀的孔道为矩形通道主要用于金属材料的填充。图1-3深硅刻蚀后的TSV的SEM图片（3）TSV填充工艺近几年，硅通孔(TSV)技术的迅速发展，这种技术具有着低功耗、小外形、高性能和高堆叠密度等优势，因此它得到工业界的广泛认可，具有延续摩尔定律发展的潜力。图1-4为TSV填充工艺的流程图。图1-4(a)为键合指底部的掩膜和光刻曝光，而图1-4(b)则是深硅的刻蚀以及SiO2的一次反应离子刻蚀；图1-4(c)则利用化学气相沉积在边墙的绝缘层上沉积一层SiO2层并进行第二次反应离子刻蚀；图1-4(d)是在优化工艺条件

1绪论3图1-2新型芯片尺寸级封装工艺流程：(a)圆片减薄，(b)制作硅通孔(TSV)，(c)夹持圆片的替代，(d)背面形成连接及凹点，(e)划片，(f)裸片组装图1-2(a)表示的是芯片的粘接和减薄，主要是感应芯片和圆片的粘接；图1-2(b)显示的是通孔硅的制备；图1-2(c)是通过优化Si/SiO2的刻蚀参数，将边墙都绝缘化后，导电材料被填充在硅通孔中后，用玻璃圆片替代夹持圆片；图1-2(e)、(d)、(f)是将芯片背面连接并加工形成凹点，然后划片，最后组装形成成品。图1-3是通孔硅的SEM图片，刻蚀的孔道为矩形通道主要用于金属材料的填充。图1-3深硅刻蚀后的TSV的SEM图片（3）TSV填充工艺近几年，硅通孔(TSV)技术的迅速发展，这种技术具有着低功耗、小外形、高性能和高堆叠密度等优势，因此它得到工业界的广泛认可，具有延续摩尔定律发展的潜力。图1-4为TSV填充工艺的流程图。图1-4(a)为键合指底部的掩膜和光刻曝光，而图1-4(b)则是深硅的刻蚀以及SiO2的一次反应离子刻蚀；图1-4(c)则利用化学气相沉积在边墙的绝缘层上沉积一层SiO2层并进行第二次反应离子刻蚀；图1-4(d)是在优化工艺条件

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用AAO模板电沉积工艺制备ZnS纳米线[J]. 孙丽,宗瑞隆,周济.  四川大学学报(自然科学版). 2005(S1)
[2]微系统与电化学[J]. 田中群,孙建军.  电化学. 2000(01)

博士论文
[1]基于新型纳米结构超级电容器材料的研究[D]. 孟繁慧.山东大学 2013
[2]纳米TiO2/磁性活性炭光催化剂制备与性能研究[D]. 姜勇.中国矿业大学（北京） 2011

硕士论文
[1]由光辅助电化学刻蚀制备大面积p型硅微通道板[D]. 袁丁.华东师范大学 2009



本文编号：3091049