電化學(xué)沉積金微納米結(jié)構(gòu)在微電子、MEMS和光電子等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但傳統(tǒng)的氰化物鍍液污染大,廢液處理困難,現(xiàn)己被許多國家禁止使用。而無毒的亞硫酸金鹽鍍液由于分散度好,鍍層質(zhì)量高被認(rèn)為是最具潛力的鍍液,但目前它的研究還存在穩(wěn)定性差、鍍層微觀形貌不清晰、成核和生長規(guī)律不明確等問題。本文提出了一種將新的方波脈沖反向函數(shù)引入亞硫酸金鹽鍍液體系的新思路來研究這些問題。該函數(shù)具有正向脈沖電流大、反向脈沖電流小和脈沖占空比低的特點(diǎn)。利用較大的正向脈沖促進(jìn)晶核形成并進(jìn)一步生長,反向脈沖抑制晶粒過快生長并刻蝕鍍層表面突起,補(bǔ)充到擴(kuò)散層中,提高離子分布的均勻性。本文深入研究了新型方波脈沖反向函數(shù)對電化學(xué)沉積過程中晶核形成和競爭生長規(guī)律的影響。通過調(diào)整脈沖電流密度來調(diào)節(jié)無毒亞硫酸鹽鍍液中晶核的成核和生長速率,進(jìn)而控制微觀結(jié)構(gòu)的生長方向。另一方面,通過改變脈沖反向電流來研究其對金薄膜微觀形貌和原子排列規(guī)律的影響。通過多種表征方法對上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證分析,包括利用掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線衍射（XRD）重現(xiàn)納米至微米級鍍膜生長過程中的晶粒生長和取向,利用透射式Kikuchi衍射（TKD）、SEM和原子力... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１脈沖電鍍形成深槽金屬填充結(jié)構(gòu)ｌ１３］??

第一章緒論??圖１－１脈沖電鍍形成深槽金屬填充結(jié)構(gòu)ｌ１３］??其中Ｋ，為常數(shù)，Ｋ２為包含陰極電流Ｉｃ的項(xiàng)，與成核需要的能量有關(guān)，ｔ！為??材料晶格化的過電勢。電流Ｉｃ越大，成核速率就越高。電鍍中的沉積過電位由??放電過電位、擴(kuò)散過電位、反應(yīng)過電位和結(jié)晶過電位組成，決定了鍍層晶粒大小、??表面粗糙度和殘余應(yīng)力：１＜］。具體說來，高過電位時沉積速率將變得很快，晶粒尺??寸更�。幌喾�，低電位時沉積速率很慢，晶粒有充足的時間生長。????Ａｎｏｄｅ???，??—？?＋ｖｅ??Ａｕ＊?Ａｕ，?Ａｕ＊?Ａｕ＊?Ａｉｒ??Ａｕ＋?Ａｕ＊?Ａｕ＊?Ａｕ＋?Ａｕ＊?Ａｕ＊??＼ｆ?＼?／??Ｉ—Ｓｅｅｄ?ｌａｙｅｒ??Ｃａｔｈｏｄｅ?＿?ｉ??圖１－２電化學(xué)沉積金示意圖??電化學(xué)沉積按照陰極和陽極電流波形分為直流沉積和脈沖沉積

電化學(xué)沉積作為制備金薄膜材料和金納米結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方法，因制備的微納結(jié)??構(gòu)具有優(yōu)異的電導(dǎo)特性和強(qiáng)抗腐蝕性等特性引起廣泛關(guān)注。ＭｏｉｓＡｒｏｙｏ教授等提??出采用施加陰極電流進(jìn)行脈沖沉積，如圖１－３?（ａ），利用陽極脈沖電流對陰極進(jìn)??行刻蝕，并系統(tǒng)研宂了陰極和陽極脈沖的頻率、寬度、振幅等參數(shù)在晶核形成和??晶粒生長過程中的作用和共價態(tài)陽極極化對沉積過程的影響，也研宄了表面形貌??和殘余應(yīng)力形成的微觀機(jī)制??Ｍ．?Ｓ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋａｒ教授則研究了脈沖反向函數(shù)電流和氛化物鍍液中的電化??學(xué)沉積方法，通過對正向脈沖施加一個反向補(bǔ)償電位形成陰極電流脈沖Ｔｃ和陽??極刻蝕電流脈沖，如圖１－３?（ｂ），通過較大的正向脈沖電流促進(jìn)晶核的生成，然??后通過隨后的較小反向脈沖進(jìn)行陰極刻蝕，抑制晶粒的生長。??（ａ）?（ｂ）??Ｆｏｒｗａｒｄ?Ｔｒｍ??＜?＞?Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｔ?Ｔ?Ｔｃ??ｎ?ｒ??Ｔ?＾??ｌ?ｉ??ｉｃ??Ｉ?豸?ｊＡ??．ｉ?Ｏｆｆ?Ｏｆｆ?Ｉ?〇???＿Ｍ＿Ｎ＿Ｉ?門廠｜門「?■??１Ｊ?ｕ?Ｌｉ?ＬＩ?Ｌ?Ｉ?＾??°＊?」ＬＩ．?ＬＪ?ｉ??■＂丨＿＿？?＃?＜?１?＾?’—＾??Ｒｅｖｅｒｓｅ，?ｒ＊．?Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?｜?Ｔａａ??圖１－３兩種脈沖反向電化學(xué)沉積波形示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]氰化廢水風(fēng)險評價及處理技術(shù)研究[D]. 黨龍濤.西安建筑科技大學(xué) 2015
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本文編號：2978850