專利名稱：在半導體Si基片上沉積納米Cu顆粒膜的高壓電化學方法
技術領域：
一種在半導體Si基片上用高壓電化學方法沉積納米顆粒Cu膜的方法，屬于電子材料領域。
金屬Cu膜傳統的制備方法是物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)。它們均屬于需要真空環境的制膜技術，設備昂貴，操作復雜，成本高，且難以獲得納米顆粒膜。通常的電化學法沉積金屬Cu膜，其電解液組成為含Cu離子的水溶液(非水溶液或熔融鹽)，支持電解質和/或添加劑。不但電解液的制備和廢液的處理麻煩，而且有些添加劑會在所鍍的Cu膜中引入雜質，影響薄膜質量；另外通常的電化學法沉積金屬Cu膜所用的電壓很低，一般在幾伏左右，在半導體Si基片上用高壓(200～2000V)電化學法沉積納米Cu顆粒膜至今未見報道。
本發明所提供的在半導體Si基片上沉積納米Cu顆粒膜的高壓電化學方法其特征在于，該方法包括以下步驟(1)在常溫常壓下，以不含Cu離子的水溶液為初始電解質；(2)以Cu片作陽極，以半導體Si基片作陰極；(3)在200～2000V的高壓下進行電沉積10min～2h；(4)在半導體Si基片上獲得光滑致密的納米顆粒Cu膜。
在半導體Si基片上獲得納米Cu顆粒膜的結構測定用日本Rigaku D/Max-3C X射線粉末衍射儀(Cu Kα輻射，λ＝1.5406)；形貌觀察用Hitachi SEM S-3500N掃描電子顯微鏡。硬度測試用NanoIndenter XPTM型(MTS)納米壓痕儀。
從
圖1的A，B，C可以看出產品A、B、C均為立方結構的Cu。從圖2可以看出產品A、B、C均為光滑致密的納米顆粒膜，其顆粒平均尺寸約為100nm。經計算產物A、B、C的硬度分別為270，450，640MPa，均比塊體銅的硬度高。
權利要求
1.一種在半導體Si基片上沉積納米Cu顆粒膜的高壓電化學方法其特征在于，該方法包括以下步驟(1)在常溫常壓下，以不含Cu離子的水溶液為初始電解質；(2)以Cu片作陽極，以半導體Si基片作陰極；(3)在200～2000V的高壓下進行電沉積10min～2h；(4)在半導體Si基片上獲得光滑致密的納米顆粒Cu膜。
全文摘要
一種在半導體Si基片上沉積納米顆粒Cu膜的高壓電化學方法，其特征是在常溫常壓下，以不含Cu離子的水溶液為初始電解質，以Cu片作陽極，以半導體Si基片作陰極，在200～2000V的高壓下進行電沉積10min～2h，在半導體Si基片上獲得光滑致密的納米顆粒Cu膜。這種在半導體Si基片上沉積納米顆粒Cu膜的電化學方法，簡單可靠，反應條件易控，基片選擇范圍寬，成膜均勻性好，有很好的應用前景。
文檔編號H01L21/445GK1438678SQ0312080
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月20日 優先權日2003年3月20日
發明者嚴輝, 王波, 汪浩, 朱滿康, 賀文亮, 張永才 申請人:北京工業大學