电镀厚 Ni 膜的结构与应力相关性研究
摘要
本文报道电镀 Ni 膜中 Ni 应力的演化，并研究其随电镀时间变化的起源。首先，通过电子束蒸发仪在 Si (100) 晶圆上沉积低应力 200 nm 厚 Ti / 200 nm 厚 Ni 种子层。然后，在 All-Chloride 镀液中将 Ni 膜电镀到带种子层的 Si (100) 晶圆上。我们观察到 Ni 晶粒主要在 [111] 方向形核，并与 Si[100] 对齐。利用光学曲率测量、扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线衍射（XRD）测量，我们量化了电镀 Ni 应力，并研究其随电镀 Ni 厚度、晶粒尺寸、晶体取向、微晶尺寸、晶格间距和位错密度的演化。特别地，当平均电镀 Ni 厚度从 2.1 um 增加到 5.9 um 时，Ni 拉应力从 604.8±137.9 MPa 降低到 339.8±74.7 MPa，因为 (1) 平均 Ni 晶粒尺寸增加了 40.9±1.3%（Ni 晶格常数在 [220] 面内方向膨胀了 0.19±0.03%，沿法向 [111] 方向收缩了 0.22±0.04%），(2) Ni 沿 [110] 的晶粒生长受到抑制，而沿 [100]、[111] 和 [311] 的生长得到促进，(3) Ni 微晶尺寸改善了 26.3±6.2%，(4) Ni 位错密度降低了 42.7±10.0%。总体而言，Ni 应力被证明与 Ni 结构强相关，而结构是电镀时间的函数，二者均可通过光学和结构表征技术量化。
引用
@article{arxiv.1804.03262,
title = {Correlation of Structure and Stress in Electroplated Thick Ni Films},
author = {Y. Yao and C. Bayram},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.03262},
year = {2019}
}
备注
Conclusions incorrect, data unreliable. Prof. Bayram did not consent to submission to arXiv as Prof. Bayram - upon further review - noticed that many of the presented results are unfounded