臺灣博碩士論文加值系統

在本研究中，我們開發了超臨界二氧化碳 (sc-CO2) 輔助化學鍍鎳沉積技術，運用此技術將鎳-磷合金薄膜沉積於矽晶片的表面上，並將其材料性能和傳統無電鍍製程沉積之鎳磷進行了比較。研究中使用掃描電子顯微鏡 (SEM)、能量色散譜 (EDS)及x 光繞射光譜 (XRD)分別對鍍層形貌、成分及晶體構造進行分析。同時透過動態電位極化法及納米壓痕儀測定鎳磷合金的耐腐蝕能力及樣品的硬度。由傳統化學鍍鎳磷合金鍍層表面容易形成瘤點和針孔。而超臨界二氧化碳輔助無電鍍所得之鎳磷合金鍍膜表面平滑光亮，無瘤點與針孔，且擁有較高的抗腐蝕能力和硬度。研究結果顯示超臨界二氧化碳輔助無電鍍技術是具有潛力的方法，可作為於矽晶圓表面金屬鍍膜之擴散屏障層應用。

In this study, we developed the supercritical carbon dioxide (sc-CO2) assisted electroless nickel deposition technology to deposit Ni-P alloy films on the surface of silicon wafers. The material characteristics of Ni-P deposited by supercritical carbon dioxide assisted process were studied by surface scanning electron microscope (SEM), and X-ray diffraction (XRD), and energy dispersive spectrum (EDS). The anti-corrosive ability and the hardness of Ni-P films were respectively measured by the potentiodynamic polarization method and by the nanoindenter. The Ni-P coating by conventional electroless metallization had a surface with nodules and pinholes. The Ni-P formed by the sc-CO2 assisted metallization showed a metallic bright coating and nodules-free. Ni-P films deposited by supercritical carbon dioxide assisted process had higher anti-corrosive ability and hardness. These results indicate that the sc-CO2 assisted Ni-P electroless is a promising method to be the barrier layer for the fine-line electrode on silicon wafer.

書名頁i
論文口試委員審定書ii
授權書iii
中文提要vi
英文提要vii
誌謝viii
目錄ix
圖目錄xiii
表目錄xv
第一章 緒論1
1.1 前言1
1.2 研究動機2
第二章 文獻回顧4
2.1 無電鍍沉積4
2.1.1 前言4
2.1.2 無電鍍液組成5
2.1.3 無電鍍鎳系統7
2.1.4 非導體化學鍍表面處理10
2.2 超臨界流體無電鍍沉積10
2.2.1 超臨界流體10
2.2.2 超臨界二氧化碳(SCF-CO2)13
2.2.3 超臨界流體無電鍍鎳14
2.2.4 超臨界電鍍16
2.3 太陽能電池細線電極18
2.4 3DIC TSV填孔技術20
第三章 實驗方法與步驟22
3.1 藥品、儀器22
3.1.1藥品22
3.1.2 儀器22
3.2 實驗架構與流程圖23
3.2.1 試片製備流程23
3.2.2 超臨界無電鍍沉積25
3.3 材料分析與測試28
3.3.1 試片表面形貌觀察28
3.3.2 晶體結分析29
3.3.3 試片電化學腐蝕測試29
3.3.4 試片機械特性分析31
第四章 結果與討論32
4.1 超臨界無電鍍系統32
4.2 鍍層結構35
4.2.1 SEM表面結構觀察37
4.2.2 鍍層成分分析43
4.2.3 鍍層晶體構造分析45
4.3 影響超臨界製程之參數47
4.3.1 轉速對鍍層厚度之影響47
4.3.2 溫度對鍍層厚度之影響49
4.3.3 壓力對鍍層厚度之影響53
4.4 抗腐蝕特性分析55
4.5 薄膜硬度分析57
4.6 附著力59
4.7 TSV鎳阻障層62
第五章 結論與未來展望64
5.1 結論64
5.2 未來展望65
參考文獻66

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