為適應(yīng)微電子技術(shù)的快速發(fā)展和微電子器件尺寸的不斷減小,以硅通孔為核心的三維電子封裝中采用超薄有機(jī)聚合物作為絕緣層成為發(fā)展趨勢。因此研究出一種適用于硅通孔的超薄聚合物絕緣層表面金屬化的方法具有重要意義。但由于超薄聚合物薄膜表面能和表面粗糙度極低,通過化學(xué)鍍的方法在其表面沉積致密的金屬層具有很大的挑戰(zhàn)。通過在聚合物薄膜表面引入苯胺官能團(tuán)提高對鈀離子的吸附力,在超薄聚甲基丙烯酸薄膜表面通過化學(xué)鍍的方法沉積上了一層均勻且致密的鎳磷金屬層。采用濕法化學(xué)接枝硝基苯有機(jī)層的方法對超薄聚丙烯酸甲酯薄膜進(jìn)行表面功能化,再經(jīng)過還原處理將硝基苯部分還原為苯胺官能團(tuán)。苯胺官能團(tuán)中的氮原子能提供孤對電子,從而與活化劑鈀離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物。這一方法可推廣應(yīng)用于大多數(shù)聚合物薄膜和非導(dǎo)電材料的金屬化。 

【文章來源】：電鍍與精飾. 2020,42(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

化學(xué)鎳的前處理過程示意圖

活化處理是影響聚合物膜化學(xué)鍍性能和可靠性的關(guān)鍵步驟。由于化學(xué)沉積過程僅發(fā)生在特定起始位點(diǎn)（催化核），因此鈀催化劑的吸附對隨后的化學(xué)鍍鎳層的質(zhì)量有很大影響。鈀離子能否均勻地吸附在聚合物表面，直接影響了鍍層的致密度及均勻性。圖5為經(jīng)過活化處理后，樣品表面的Pd元素的高分辨率XPS譜圖。位于338.3 eV和343.5 eV的峰分別對應(yīng)于Pd2+的3d5/2和3d3/2峰[13]。由此表明，經(jīng)活化處理后鈀離子成功地吸附在了聚合物薄膜表面。圖5 經(jīng)活化處理后樣品表面Pd的高分辨率XPS譜圖

圖1為聚甲基丙烯酸薄膜表面接枝硝基苯有機(jī)層前后的表面及截面形貌圖。由圖1(a）和圖1(b）可知，表面接枝硝基苯有機(jī)層前后的聚合物薄膜的表面形貌均致密且平整。由截面形貌圖（圖1(c）和（d））可知，聚合物薄膜均勻且致密地沉積在硅晶圓表面，且表面接枝硝基苯有機(jī)層功能化后的聚合物薄膜的厚度比初始聚甲基丙烯酸薄膜的膜厚增加了約12 nm。由此可知，在聚甲基丙烯酸薄膜表面成功地接枝上了一層約為12 nm厚的超薄功能化硝基苯有機(jī)層。聚甲基丙烯酸薄膜表面接枝硝基苯有機(jī)層的機(jī)理圖如圖2所示。接枝溶液中加入的HF攻擊基材的Si基底并釋放出電子、氫離子及SiF4[2]。釋放出的電子被重氮鹽所捕獲，重氮陽離子被電子還原成硝基苯自由基，進(jìn)而引發(fā)接枝反應(yīng)。硝基苯自由基接枝到聚甲基丙烯酸薄膜表面形成硝基苯有機(jī)層，然后硝基苯自由基繼續(xù)在硝基的鄰位進(jìn)行接枝反應(yīng)[16]，從而使有機(jī)層的膜厚增加。最后在聚甲基丙烯酸薄膜表面得到了一層厚度約為12 nm的硝基苯有機(jī)層。

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]基于硅通孔（TSV）的三維集成電路（3D IC）關(guān)鍵特性分析[D]. 王鳳娟.西安電子科技大學(xué) 2014



本文編號：3359137