低金含量镀液的无氰金电镀研究

田 苗， 瞿敏妮， 沈贇靓， 张 笛， 乌李瑛， 孔路瑶

（上海交通大学先进电子材料与器件校级平台，上海200240）

0 引 言

由于金具有良好的耐蚀性、可焊性、黏结性、高电导率和导热性等优点，故电沉积金在微电子工业中得到了广泛的应用［1-2］。例如，电沉积金传统上被用于金属化半导体集成电路（ICs）上的触点，使电子互连到封装端子。在这种情况下，金的高黏合性和耐腐蚀性确保了引线焊接的可靠性。其他应用包括互补金属氧化物半导体（CMOS）／微电子机械系统（MEMS）［3］中的开关触点和各种结构，凸点下金属（UBM）［4］，各种线材焊接表面［5］等。这些应用中，大多数需要使用所谓的“透掩膜”电镀技术［2］对黄金进行有选择的电沉积。在此过程中，晶圆基板表面通常覆盖一层导电种子层并涂以光刻胶，然后选择性地将金电镀到导电区域。沉积的金膜必须具有纯度高、表面粗糙度低、与基体附着力强的特点，否则会降低互连线的可靠性。

金的电沉积过程是金离子（Au＋）在阴极表面被还原的过程［6-7］。只要一接触，在没有电场或催化剂的情况下，阴极表面金属很容易与金离子发生氧化还原而析出金。这种还原虽然会导致金的沉积，但也会引起阴极表面的腐蚀，且沉积的金层疏松多孔，附着力很差。配位体可以与金离子形成稳定的络合物，防止金离子与阴极表面直接接触，可以有效地解决这一问题。氰化物络合物（Au（CN）2）具有稳定系数高（～1 038）、沉积速率快、使用寿命长、成本低等优点，所以传统的电沉积方法是采用氰化物镀液。……