lecture 9 through mask plating
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Lecture 9 Through Mask Plating. 柳 克 強 x 4324 [email protected]. References: Madou, M., “ Fundamentals of Microfabrication”, CRC Press, 1998. Electro-deposition for Micro-devices. Through Mask Plating. Damascene Plating. Insulator deposition and patterning Seed-layer deposition. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
國立清華大學 工程與系統科學系
曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
Lecture 9 Through Mask Plating
柳 克 強x [email protected]
References:
Madou, M., “ Fundamentals of Microfabrication”, CRC Press, 1998.
國立清華大學 工程與系統科學系
曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
Electro-deposition for Micro-devices
Through Mask Plating Damascene Plating
substrate
seed layer
Seed layer deposition and Patterning
Insulator deposition and patterningSeed-layer deposition
Plating Plating
Mask removalSeed-layer etching
Planarization
國立清華大學 工程與系統科學系
曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
Electroplating
e
anodecathode
Cl+Na2+
KCl : Supporting electrolyteNiCl2 : Electro-active species
KCl
NiCl2
Reactions:
Ni2+ + 2 e Ni (cathode reaction)2Cl 2 e + Cl2 (anode reaction)
NiCl2 Ni + Cl2
Amount of deposited material :
Fz
MtIm
max
F: Faraday constant (electricity required to deposit 1 g equivalent of substance)I : currentt : deposition timeM : molecular weigh of the depositing materialz : ion’s charges #
2H+ + 2 e H2 (competing reaction at cathode )
=> PH value important !!
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曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
Diffusion Limited Reactions
Diffusion limited cathode current:
current density RTnFo
ceii 1
Nonlinear diffusion effect on microelectrodes
國立清華大學 工程與系統科學系
曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
Lr
CANFDI
o
oml
,
Nonlinear diffusion effect on microelectrodes Effect of current density on stress
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曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
• 氨基磺酸鎳 300 公克 / 公升• 氯化鎳 20 公克 / 公升• 硼酸 40 公克 / 公升• LN-MU ( 應力降低劑 )
• LN-MA ( 平滑劑 , 光澤劑 )
• 針孔抑制劑
電 鍍 鎳(NTHU ESS Micro-fabrication lab)
電 鍍 結 果配 方
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曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
電 流 密 度 影 響
• 電流密度 15 mA/cm2 • 電流密度 40 mA/cm2
其他參數: PH 值、溫度、表面活化劑
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曾繁根助理教授微系統暨微熱流實驗室
High Aspect Ratio Structure Plating
Challenges:
Ni2+ current diffusion limited => deposition rate
H+ at bottom depleted => PH increase locally => form nickel hydroxide
=> deposition stopped