孔雀石绿对金属钴超填充和成核过程的影响

摘要：

随着芯片制程低于7 nm,互连线后端填充的铜线电阻急剧增加,而平均 自由程更低的金属钴(Co)可以用来取代铜,以减少由外表面和晶界处发生的散射导致的线电阻增长.在此选用硫酸钴(CoSO4)作为主盐,硼酸为缓冲剂,以孔雀石绿(MG)为抑制剂进行研究.通过电化学伏安法测试,发现随着MG浓度的增加,金属Co的沉积过电势逐渐增加,沉积受到抑制.利用电化学石英晶体微天平(EQCM)测试得出,MG的加入对整个沉积过程产生明显的抑制作用.这是因为MG容易吸附在阴极表面,与Co2+形成配位键,从而抑制了 Co2+还原.随着对流过程的增强,阴极电流密度逐渐减小.最终确定镀液配方为0.4mol·L-1CoSO4,0.5mol·L-1硼酸,少量Cl-,20 mg·L-13-疏基-1-丙磺酸钠盐和10mg·L-1 MG,在-1.27 V,pH=4的条件下,可以实现微米级别PCB盲孔的超填充.由计时电流法测定的曲线分析得出金属Co的成核方式为三维瞬时成核.通过量化计算和分子静电势可知,静电势分布在35～78kcal·mol-1之间,MG分子中与氮相连的共轭结构吸附在阴极表面,而其中的苯环结构通过离域π键结构与Co2+发生作用,从而抑制了 Co2+沉积过程.

关键词：抑制剂、钴、超填充、成核过程、分子静电势

所属期刊栏目：28

分类号：O646;TQ153.13;TQ038.7

资助基金：国家自然科学基金;城市水资源和和环境重点实验室哈尔滨工业大学资助

在线出版日期：2022-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：102-109