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MPS和氯离子在电镀铜盲孔填充工艺中的作用机理
引用本文:李立清,安文娟,王义.MPS和氯离子在电镀铜盲孔填充工艺中的作用机理[J].表面技术,2018,47(5):122-129.
作者姓名:李立清  安文娟  王义
作者单位:江西理工大学 冶金与化学工程学院,江西 赣州,341000;江西理工大学 冶金与化学工程学院,江西 赣州,341000;江西理工大学 冶金与化学工程学院,江西 赣州,341000
基金项目:中国博士后基金(2016M592118),江西省博士后基金(2015KY11;2015RC17),江西省杰出人才基金(20171BCB23065)
摘    要:目的揭示MPS(3-巯基-1-丙烷磺酸钠)和氯离子在电镀铜盲孔填充中的作用,并获得相应的机理模型。方法在既定的电镀铜基础液中添加MPS和氯离子,研究其对TP值(盲孔率)的影响,并用金相显微镜观察。通过测定阴极极化曲线和计时电流曲线,分析其对反应过程中氧化还原性质的影响。结果在MPS单一体系中,MPS会与Cu~+形成-S--Cu~+络合物和-SO_3~--Cu~+络合物,且MPS质量浓度在6 mg/L时抑制作用达到最好,MPS加入到基础液后会使阴极电流密度正移、平衡电位负移,表明MPS此时起到了抑制铜离子沉积的作用。在MPS-氯离子复合体系中,MPS能够形成MPS-Cu~+-Cl-络合物,当MPS质量浓度为6mg/L、氯离子质量浓度为60 mg/L时,加速作用达到最大,由于氯离子的存在,MPS加入到基础液后会使阴极电流密度负移、平衡电位正移,表明MPS此时起到了加速铜离子沉积的作用。结论 MPS在没有氯离子时会形成-S--Cu~+和-SO_3~--Cu~+络合物而起到抑制作用,在有氯离子时会形成MPS-Cu~+-Cl-络合物而起到加速作用。同时提出了这些络合物都会以"单分子层"形式吸附于盲孔底部的理论模型,这能很好地解释实验过程。

关 键 词:MPS  氯离子  电镀  盲孔  作用机理
收稿时间:2018/1/22 0:00:00
修稿时间:2018/5/20 0:00:00

Action Mechanism of MPS and Chloride Ions in Electroplating Copper Microvia Filling
LI Li-qing,AN Wen-juan and WANG Yi.Action Mechanism of MPS and Chloride Ions in Electroplating Copper Microvia Filling[J].Surface Technology,2018,47(5):122-129.
Authors:LI Li-qing  AN Wen-juan and WANG Yi
Affiliation:School of Metallurgy and Chemical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China,School of Metallurgy and Chemical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China and School of Metallurgy and Chemical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China
Abstract:
Keywords:MPS  chloride ion  electroplating  microvia  mechanism
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