面向集成电路产业的电子电镀研究方法

电子电镀是集成电路等高端电子制造产业的核心技术之一,其技术特点和难点在于在微纳米尺度通孔、盲孔、沟槽等限域空间内部实现金属镀层的均匀增厚或致密填充.然而,我国针对面向集成电路制造产业的微纳尺度电子电镀过程中的金属电沉积的表界面反应过程、添加剂的分子作用机制及其协同作用、以及镀层的理化结构与电学性能之间的构效关系的基础研究十分薄弱,缺乏系统和成熟的理论体系和研究方法.结合厦门大学电镀学科多年的科研工作,本文拟归纳微纳米尺度电子电镀的关键科学问题和技术难点,介绍电子电镀镀液体系的发展,梳理电子电镀的经典电化学研究方法和电化学原位先进研究方法,展望电子电镀工况研究方法的必要性和紧迫性,希望助力发展先进的电子电镀研究方法,推动电子电镀基础理论和工艺技术研究的进步.     

芯片铜互连研究及进展

本文详细介绍芯片制造中铜互连技术,综述酸性硫酸铜电镀工艺要点及常用添加剂作用机理,并概述国内外新型添加剂研究进展. 在此基础上,展望新型铜互连工艺替代酸性硫酸电镀铜工艺的可能性.     

高密度互连印制电路板孔金属化研究和进展

孔金属化互连是印制电路板(PCB)高密度集成的核心制程之一,化学镀铜和电子电镀铜是实现孔金属化的关键技术.本文介绍HDI-PCB的概念和制作流程;综述化学镀铜和电子电镀铜孔金属化互连的研究和进展,包括溶液组成和操作条件的影响,添加剂及其相互作用机理,以及盲孔填充和通孔孔壁加厚机制;展望高密度互连印制电路板电子电镀基础研...     

铜互连电镀中有机添加剂的合成与分析（英文）

铜互连是保障电子设备的功能、性能、能效、可靠性以及制备良品率至关重要的一环。铜互连常通过在酸性镀铜液电镀铜实现,并广泛用于芯片、封装基材和印制电路板中。其中,有机添加剂在调控铜沉积完成沟槽填充、微孔填充以形成精密线路和实现层间互连方面起着决定性作用。添加剂主要由光亮剂、抑制剂和整平剂三组分组成,在恰当的浓度配比下,添加剂对于盲孔超级填充具有协同作用。目前,已报导的文献聚焦于代表性添加剂的超填充机理及其电化学行为,而对于添加剂的化学结构与制备方法鲜有深入研究。本文重点研究了各添加剂组分的制备工艺和快速电化学筛选方法,为电镀铜添加剂的未来发展提供理论指导。     

芯片制造电子电镀表界面科学基础——第341期“双清论坛”综述

电子电镀作为芯片制造中唯一能够实现纳米级电子逻辑互连的技术方法,是国家高端制造战略安全的重要支撑.本文基于国家自然科学基金委员会第341期“双清论坛”,针对我国在芯片制造电子电镀领域的重大需求,梳理了芯片制造电子电镀表界面科学基础的研究现状、发展趋势及面临的挑战,凝炼了该研究领域急需关注和亟待解决的重要基础科学问题,探讨了今后5～10年的科学基金重点资助方向,为国家相关政策的总体布局提供有效的参考建议.     

表面增强红外光谱在研究电子电镀添加剂界面吸附的机遇

电子电镀是芯片金属互连的关键技术,对相关添加剂分子的界面吸附结构和行为进行可靠表征,是理解填充过程机制、设计新型添加剂的先决条件.衰减全反射–表面增强红外光谱(ATR–SEIRAS)具有强大的分子结构识别能力和对各类金属电极应用的普适性,为研究电子电镀金属–溶液界面的添加剂吸附结构及竞合作用提供了新机遇.基于本课题组的相关工作基础,本文针对电子电镀添加剂基础研究的需求,概述了表面增强红外光谱的基本原理,介绍了该方法在宽频与流动检测方面的新进展以及相关应用研究案例,归纳了该方法目前的不足并展望了未来的研究方向.     

TGV通孔双面电镀铜填充模式调控及工艺可靠性试验研究

通过双面电镀铜实现TGV (Through Glass Via)通孔部分实心填充,兼具TGV通孔密度高、TGV厚度尺寸范围大、热力学可靠性高、圆片级/板级工艺流程简单等优点,是“芯粒”2.5D/3D集成、光电共封装(Co-Packaged-Optics, CPO)等先进封装用TGV转接板潜在优选金属化路线.本文将介绍基于国产电镀药水体系和课题组设计电镀槽体通过电镀参数设计实现TGV通孔双面电镀铜填充模式的调控,实现了X型以及“桥型”直通型TGV孔金属化;据JEDEC标准试验研究了TGV通孔glass–Ti–Cu金属化体系在高温加速老化测试(Highly Accelerated Stress Test, HAST)、温度循环测试(Temperature Cycle Test, TCT)、高温存储(High Temperature Storage, HTS)等可靠性表现,验证了TGV部分实心填充金属化工艺优点,试验发现了TGV铜互连氦气漏率、直流电阻对HAST试验最为敏感, Ti–Cu界面微缺陷、贯穿性裂纹产生是HAST试验中TGV铜互连主要失效模式,揭示了TGV铜互连Cu–Ti–glas...     

一维取代聚噻吩的电子性能

报道了3种取代聚噻吩,3-己基聚噻吩(P3HT)、3,4-二戊基聚噻吩(P34PT)、3-辛氧基聚噻吩(P3OOT)的合成方法1、H-NMR测试结果及UV-Vis吸收光谱和荧光光谱分析结果。用密度泛函方法计算了无取代噻吩、3-乙基噻吩、3,4-二乙基噻吩、3-乙氧基噻吩二聚体的电子性能。随聚合度的提高,聚合物能隙变窄。无取代噻吩二聚体的能隙为4.216 eV,重复单元长度为0.392 7 nm;乙基取代噻吩二聚体的能隙为4.733 eV,重复单元长度为0.393 9 nm;乙氧基取代噻吩二聚体的能隙为3.890 eV,重复单元长度为0.390 8 nm;双乙基取代噻吩二聚体的能隙为5.168 eV,重复单元长度为0.392 5 nm。理论变化规律与实验结果基本一致。     

高密度聚乙烯/丁基橡胶共混体系形态与性能的研究

高密度聚乙烯(HDPE)与丁基橡胶(IIR)共混后,耐环境应力开裂性(ESCR)和抗冲击强度得到了提高。当IIR含量小于50％时,共混物中HDPE的晶格、结晶度、熔点保持未变。随IIR含量的增加,进入HDPE片晶间无定形区域的IIR量增加。少量IIR链段沿HDPE片晶厚度方向把一些片晶连接起来,共混物的抗冲击强度和ESCR因而获得显著提高。     

光响应离子液体的结构与性能调控

光响应离子液体是一类兼具光刺激响应和离子液体双重特性的功能材料。在紫外/可见光照下,这类“智能型”离子液体的结构会发生变化,从而引起物理化学性质和相关体系性能的显著变化,以满足某些特定过程的需要。光刺激具有信号稳定、刺激部位精准、可快速切换、刺激过程不引入其他物质等优点,在刺激响应离子液体的结构与性质调控中具有独特的优势。本文以光响应离子液体的结构-性质-性能关系为主线,对光响应离子液体的光致异构化、物理化学性质调制、簇集行为调控、光致相转移及离子液体参与构筑的光响应乳液相行为调控等方面的研究进展进行了评述,分析了该领域研究中存在的主要问题,并对其发展前景进行了展望。     

带不同推电子基团二聚苯撑乙烯的电子结构与发光性能

用Wittig路线合成了一系列带不同推电子取代基的二聚苯撑乙烯,用紫外光谱和循环伏安方法测定其电子结构,并用量子化学计算方法对齐聚物的电子能级进行模拟.讨论了吸收光谱、发射光谱与生色团的电子结构的关系.     

吸电子基团调控苯基喹啉类铱配合物的合成及光物理性能

以2,2,6,6-四甲基庚二酮(tmd)为辅助配体,2,4-二取代基苯基-4-甲基喹啉(2,4-2R-mpq)为主配体,在主配体中苯基的2位和4位同时引入氟(F)、甲氧基(MeO)或三氟甲基(CF₃),合成出3个铱磷光配合物(2,4-2R-mpq)₂Ir(tmd)(R=F (1)、MeO(2)、CF³(3))。通过元素分析、核磁共振谱和单晶X射线衍射表征了配合物的组成和分子结构。通过紫外可见吸收光谱、光致发光光谱和理论计算对配合物的光物理性能进行了研究。结果表明：3个配合物的晶体均为三斜晶系,空间群均为■,呈稍微扭曲的八面体构型。配合物1、2和3在溶液状态下的发射波长分别为570、582和604 nm,溶液中量子产率分别为96%、80%和80%。在主配体中苯基的2位和4位同时引入F或MeO,配合物电子云发生聚集,而引入CF₃,配合物的电子云分散。与配合物3相比,配合物1和2的发射波长发生了显著的蓝移。     

可调控准轮烷的合成和开关性能的研究

二苯醚;核磁共振;分子开关;可调控准轮烷的合成和开关性能的研究     

羿喹啉及其衍生物的电子结构与缓蚀性能关系的研究

本文在30℃, 1.0mol.dm^-3 HCl溶液中用电化学方法测定了异喹啉及其羟基,羧基衍生物对Fe电极的缓蚀效率。并用HMO和CNDO/2方法计算了这些化合物的量子化学参数, 发现异喹啉及其衍生物分子中氮原子电荷和π净电荷越小, 缓蚀性能越好; 随着这些化合物异喹啉环中吡啶环上原子电荷之和的增大, 缓蚀性能提高; 吡啶环亲核前沿电荷与缓蚀效率有很好的线性关系, 提出了这类缓蚀剂分子可能呈平卧方式吸附于金属电极表面, 从而起缓蚀作用, 预测了五个新分子的缓蚀性能。     

羿喹啉及其衍生物的电子结构与缓蚀性能关系的研究

本文在30℃, 1.0mol.dm^-3 HCl溶液中用电化学方法测定了异喹啉及其羟基,羧基衍生物对Fe电极的缓蚀效率。并用HMO和CNDO/2方法计算了这些化合物的量子化学参数, 发现异喹啉及其衍生物分子中氮原子电荷和π净电荷越小, 缓蚀性能越好; 随着这些化合物异喹啉环中吡啶环上原子电荷之和的增大, 缓蚀性能提高; 吡啶环亲核前沿电荷与缓蚀效率有很好的线性关系, 提出了这类缓蚀剂分子可能呈平卧方式吸附于金属电极表面, 从而起缓蚀作用, 预测了五个新分子的缓蚀性能。     

水分子与聚苯胺间氢键的形成对电子性质的影响

用量子化学SCF-LCAO-MO AM1方法, 对于水分子与聚苯胺(PAn)间氢键体系进行了结构优化, 从理论上系统地研究了聚苯胺分子链不同位置形成氢键的可能性以及成键方式。运用晶体轨道EHMACC方法, 对具有不同氢键结构的PAn体系进行了能带结构计算, 揭示了水分子存在和氢键的形成对PAn掺杂导电性能的贡献。氢键形成后, 能带结构变化表明有利于导电能力的提高。     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对α-MTDTPY·TCNQ(1)、β-MTDTPY·TCNQ(2)及MTDTPY·CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算.在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移.能隙.E_G=0.15 eV,载流子的产生主要来自热激发.在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别形成相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移.由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ_1∶σ_2∶σ_3=3.72×10~(-10)∶1∶1.15,与实验事实基本一致.关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱∶A柱～10~3∶1;3中D柱∶A柱～2∶1.根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论.     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对αMTDTPY.TCNQ(1)、β-MTDTPY.TCNQ(2)及MTDTPY.CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算。在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移。能隙E~G=0.15eV,载流子的产生主要来自热激发。在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移。由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ1:σ2:σ3=3.75×10^-^1^0:1:1.15,与实验事实基本一致。关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱:A柱～10^3:1;3中D柱:A柱～2:1。根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论。     

CuInS2/CdS基掺杂纳米晶的晶体结构、光谱性质及性能调控研究

多功能纳米晶的制备、性能及其应用是材料、化学、能源、生物医学等领域十分关注的课题之一。基于掺杂调控纳米晶生长和性能的思想,发展了纳米晶修饰和复合的概念和技术,使用绿色安全的化学溶液法结合外延生长技术合成了巯基丙酸(MPA)包覆的掺杂CuInS₂/CdS基纳米晶材料。通过适当调整掺杂异价离子的种类,实现了对CuInS₂/CdS基纳米晶显微结构和性能的调控,获得了具有特定相结构、组分、尺度和光学性能(吸收性质、光学带隙、发光强度)的纳米晶。存在于基质晶体中不同金属掺杂离子,会造成半导体的禁带中间产生掺杂能级,导致二次跃迁,进而产物体现出不同的禁带宽度。掺杂Co ²⁺、Fe ²⁺、Er ³⁺离子的CuInS₂/CdS纳米晶光致发光(PL)峰强度降低明显,这是由于Co ²⁺、Fe ²⁺、Er ³⁺离子掺杂有效地抑制了空穴-电子对的复合,降低了纳米晶的光生电子-空穴复合几率,使得其光催化活性得到增强。这些半导体纳米材料在光催化、能量转换与储存方面具有良好的应用潜力。     

同系列电子给体与同系列电受体电荷转移络合作用的研究

用电子吸收光谱法, 研究了五个电子受体系列和三个电子给体系列以及非同系列的给、受体共48个化合物间的弱电荷转移络合作用。发现所研究的同系列给体与同一受体作用; 或同系列受体与同一给体作用; 或同系列给体与同系列受体作用, 一般存在着明显的CT络合与表观不络合的现象。通常情况下, 同系序数大的化合物呈现表观不络合;有时, 同系序数大和小的化合物, 即同系物的两头均呈现表观不络合现象, 对此种现象用给、受体间前线分子轨道能级关系进行了讨论。