一种定向排布纳米孪晶铜薄膜材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电子封装技术领域，具体公开了一种定向排布纳米孪晶铜薄膜材料及其制备方法和应用。所述制备方法采用电沉积工艺，包括镀液配置、基底前处理、直流电镀、镀层后处理步骤，所述镀液包括硫酸铜30～150g/L、强酸10～20mL/L、氯化钠30～60ppm、蛋白质10～80ppm和余量水。制得的纳米孪晶铜薄膜材料包括厚度占比≥95％的纳米孪晶层以及厚度占比≤5％的细晶过渡层,所述纳米孪晶层由竖向排布的纳米孪晶片构成，所述铜薄膜材料具有高度(220)取向织构。本发明专利技术铜薄膜材料在封装过程与锡键合基本不产生柯肯达尔孔洞，具有优异的机械性能以及导电性；制备方法简单，适用范围广，成本低，易于推广。易于推广。易于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种定向排布纳米孪晶铜薄膜材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电子封装
，具体涉及一种定向排布纳米孪晶铜薄膜材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在半导体制造流程中，会先通过晶圆的光刻、刻蚀和沉积工艺构建出晶体管元件，然后需要将元件连接起来，才能实现电力与信号的发送和接收。金属因其具有良好导电性而被用于电路互连，在目前的主流互连工艺中，包括5nm节点在内的工艺均使用铜互连实现。与铝互连相比，铜互连具有明显优势：铜互连能够降低电阻率、降低功耗、提高堆积密度、增强抗电迁移性能，铜互连形成的结构如硅通孔(TSV)、凸点下金属层(UBM)、凸点铜柱(Bump Cu pillar)和芯片重布线层(RDL)等与锡凸点形成的三维封装结构使得高堆积密度得以实现。
[0003]随着集成电路及其互连不断向小型化转变，要求铜互连体有更好的综合性能，铜互连面临着技术挑战。目前铜互连中存在的较大的问题是在芯片封装过程，铜和锡键合时会产生大量柯肯达尔孔洞，这是由于铜扩散的速度比锡快，铜会留下柯肯达尔空位，大量空位聚合成一个个孔洞。柯肯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向排布纳米孪晶铜薄膜材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.镀液配置：将硫酸铜、强酸、氯化钠和添加剂溶于水中并混匀，得到镀液；所述镀液包括硫酸铜30～150g/L、强酸10～20mL/L、氯化钠30～60ppm、添加剂10～80ppm和余量水；所述添加剂为一种或者多种蛋白质；S2.导电基底前处理：将作为导电基底的阴极依次进行除油、酸洗和水洗处理；S3.直流电镀：将处理后的阴极基底和阳极材料浸入所述镀液进行直流电镀；S4.镀层后处理：电镀完成后取出镀层和基底，用水冲洗，吹干，得到纳米孪晶铜薄膜材料。2.根据权利要求1所述的定向排布纳米孪晶铜薄膜材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中,所述强酸为硫酸或者盐酸。3.根据权利要求1所述的定向排布纳米孪晶铜薄膜材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中,电镀采用恒定温度和电流，电镀温度为25～45℃，电流密度为3～12A/dm2，电镀时间为20～120min。4.根据权利要求1所述的定向排布纳米孪晶铜薄膜材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中,电镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴蕴雯，陈志钦，李明，陈沛欣，鞠生宏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：