专利名称：在半导体Si基片上沉积纳米Cu颗粒膜的高压电化学方法
技术领域：
一种在半导体Si基片上用高压电化学方法沉积纳米颗粒Cu膜的方法，属于电子材料领域。
金属Cu膜传统的制备方法是物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。它们均属于需要真空环境的制膜技术，设备昂贵，操作复杂，成本高，且难以获得纳米颗粒膜。通常的电化学法沉积金属Cu膜，其电解液组成为含Cu离子的水溶液(非水溶液或熔融盐)，支持电解质和/或添加剂。不但电解液的制备和废液的处理麻烦，而且有些添加剂会在所镀的Cu膜中引入杂质，影响薄膜质量；另外通常的电化学法沉积金属Cu膜所用的电压很低，一般在几伏左右，在半导体Si基片上用高压(200～2000V)电化学法沉积纳米Cu颗粒膜至今未见报道。
本发明所提供的在半导体Si基片上沉积纳米Cu颗粒膜的高压电化学方法其特征在于，该方法包括以下步骤(1)在常温常压下，以不含Cu离子的水溶液为初始电解质；(2)以Cu片作阳极，以半导体Si基片作阴极；(3)在200～2000V的高压下进行电沉积10min～2h；(4)在半导体Si基片上获得光滑致密的纳米颗粒Cu膜。
在半导体Si基片上获得纳米Cu颗粒膜的结构测定用日本Rigaku D/Max-3C X射线粉末衍射仪(Cu Kα辐射，λ＝1.5406)；形貌观察用Hitachi SEM S-3500N扫描电子显微镜。硬度测试用NanoIndenter XPTM型(MTS)纳米压痕仪。
从
图1的A，B，C可以看出产品A、B、C均为立方结构的Cu。从图2可以看出产品A、B、C均为光滑致密的纳米颗粒膜，其颗粒平均尺寸约为100nm。经计算产物A、B、C的硬度分别为270，450，640MPa，均比块体铜的硬度高。
权利要求
1.一种在半导体Si基片上沉积纳米Cu颗粒膜的高压电化学方法其特征在于，该方法包括以下步骤(1)在常温常压下，以不含Cu离子的水溶液为初始电解质；(2)以Cu片作阳极，以半导体Si基片作阴极；(3)在200～2000V的高压下进行电沉积10min～2h；(4)在半导体Si基片上获得光滑致密的纳米颗粒Cu膜。
全文摘要
一种在半导体Si基片上沉积纳米颗粒Cu膜的高压电化学方法，其特征是在常温常压下，以不含Cu离子的水溶液为初始电解质，以Cu片作阳极，以半导体Si基片作阴极，在200～2000V的高压下进行电沉积10min～2h，在半导体Si基片上获得光滑致密的纳米颗粒Cu膜。这种在半导体Si基片上沉积纳米颗粒Cu膜的电化学方法，简单可靠，反应条件易控，基片选择范围宽，成膜均匀性好，有很好的应用前景。
文档编号H01L21/445GK1438678SQ0312080
公开日2003年8月27日 申请日期2003年3月20日 优先权日2003年3月20日
发明者严辉, 王波, 汪浩, 朱满康, 贺文亮, 张永才 申请人:北京工业大学