vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestich-172Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯPHYSICAL CHEMISTRYХимическое осаждение сплавов Ni-W-P на кремний из водных растворовElectroless plating of Ni-W-P alloys on silicon from aqueous solutionsСтепановаЛ. И.StepanovaL. I.stepanovali@bsu.byСоколовВ. Г.SokolovV. G.noemail@neicon.ruСкроцкаяК. В.SkrotskayaK. V.noemail@neicon.ruНИИ физико-химических проблем Белорусского государственного университетаResearch Institute for Physical Chrmical Problems of the Belarusian State University201608062016013945Copyright © Степанова Л.И., Соколов В.Г., Скроцкая К.В., 20162016Степанова Л.И., Соколов В.Г., Скроцкая К.В.Stepanova L.I., Sokolov V.G., Skrotskaya K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/172

Обоснованы оптимальные условия формирования хорошо связанных с подложкой химически осажденных пленок Ni-W-P толщиной 100-120 нм на поверхности полированного кремния с предварительно осажденной и тер-мообработанной тонкой (~ 30 нм) пленкой сплава Ni-P. Показано, что наиболее мелкозернистые и плотноупакован-ные пленки, содержащие около 4 ат. % вольфрама и 15-16 ат. % фосфора, формируются из гипофосфитных растворов при соотношении концентраций солей никеля и вольфрама 1:1 и концентрации лиганда - цитрата натрия, в 5 раз превосходящей суммарную концентрацию солей восстанавливаемых металлов, при температуре 80 °С. Методом Ожеспектроскопии с ионным травлением показано, что двухслойные пленки Ni-P: Ni-W-P тормозят термостимули-руемую диффузию меди в объем полупроводника.

Electroless deposition of Ni-W-P films on silicon has been studied. The effect of the solution composition and operating parameters on Ni-W-P film deposition rate, microstructure and adhesion has been investigated and optimal conditions of alloy plating have been found. It has been shown that Ni-W-P films on thin Ni-P layers inhibits copper diffusion into silicon.

кремнийхимическое осаждение из растворовсплавы Ni-W-Pморфологиядиффузияsiliconelectroless depositionNi-W-P alloysmorphologydiffusionReferencesWong, K. Rangappan. Application of electroless nickel plating in the semiconductor microcircuit industry / K. Wong, Chi A. // Plat. Surface Finish. - 1988. - Vol. 75, № 7. - P. 70-76.Wong, K. Rangappan. Application of electroless nickel plating in the semiconductor microcircuit industry / K. Wong, Chi A. // Plat. Surface Finish. - 1988. - Vol. 75, № 7. - P. 70-76.Dubin, V. M. Selective electroless Ni deposition on to Pd-activated Si for integrated circuit fabrication / V. M. Dubin, S. D. Lopatin, V. G. Sokolov // Thin Solid Films. - 1993. - Vol. 226. - P. 87-98.Dubin, V. M. Selective electroless Ni deposition on to Pd-activated Si for integrated circuit fabrication / V. M. Dubin, S. D. Lopatin, V. G. Sokolov // Thin Solid Films. - 1993. - Vol. 226. - P. 87-98.Osaka, T. Heat change properties of chemically deposited amorphous Ni-W-P films / T. Osaka, J. Koiwa, J. Kawaguchi // J. Surface Finish. Soc. Jap. - 1989. - Vol. 40, № 7. - P. 807-818.Osaka, T. Heat change properties of chemically deposited amorphous Ni-W-P films / T. Osaka, J. Koiwa, J. Kawaguchi // J. Surface Finish. Soc. Jap. - 1989. - Vol. 40, № 7. - P. 807-818.Aoki, K. Electrical resistance of electroless nickel-tungsten-phosphorus alloy deposition / O. Takano, K. Aoki, O. Takano // Plat. Surface Finish. - 1990. - Vol. 77, № 3. - P. 48-52.Aoki, K. Electrical resistance of electroless nickel-tungsten-phosphorus alloy deposition / O. Takano, K. Aoki, O. Takano // Plat. Surface Finish. - 1990. - Vol. 77, № 3. - P. 48-52.Степанова, Л. И. О химическом и фазовом составе осажденных из растворов Ni-W-P сплавов / Л. И. Степанова, Т. И. Бодрых, В. В. Свиридов, Л. С. Ивашкевич // Журн. прикл. химии. - 1996. - Т. 69, № 12. - С. 1951-1956.Степанова, Л. И. О химическом и фазовом составе осажденных из растворов Ni-W-P сплавов / Л. И. Степанова, Т. И. Бодрых, В. В. Свиридов, Л. С. Ивашкевич // Журн. прикл. химии. - 1996. - Т. 69, № 12. - С. 1951-1956.Stepanova, L. I. The effect of tungsten inclusion into Ni-P Films on their thermal and barrier properties / L. I. Stepanova, T. I. Bodrikh // Metal Finish. - 2001. - Vol. 99, № 1. - P. 50-58.Stepanova, L. I. The effect of tungsten inclusion into Ni-P Films on their thermal and barrier properties / L. I. Stepanova, T. I. Bodrikh // Metal Finish. - 2001. - Vol. 99, № 1. - P. 50-58.Honma, H. Electroless nickel plating on alumina ceramics / H. Honma, K. Kanemitsu // Plat. Surface Finish. - 1987. - Vol. 74, № 9. - P. 62-67.Honma, H. Electroless nickel plating on alumina ceramics / H. Honma, K. Kanemitsu // Plat. Surface Finish. - 1987. - Vol. 74, № 9. - P. 62-67.Химическое осаждение металлов из водных растворов / В. В. Свиридов [и др.] - Минск: Университетское, 1987. - 267 с.Химическое осаждение металлов из водных растворов / В. В. Свиридов [и др.] - Минск: Университетское, 1987. - 267 с.Химическое никелирование диэлектрических трубок для энергонапряженных разрядных систем мегагерцового диапазона: сб. науч. ст. /НАН Беларуси, Ин-т тепло- и массообмена; редкол.: П. А. Витязь [и др.]. - Минск : Ин-т тепло- и массообмена, 2013. - 376 с.Химическое никелирование диэлектрических трубок для энергонапряженных разрядных систем мегагерцового диапазона: сб. науч. ст. /НАН Беларуси, Ин-т тепло- и массообмена; редкол.: П. А. Витязь [и др.]. - Минск : Ин-т тепло- и массообмена, 2013. - 376 с.Wu, W. Modeling of time- dependent dielectric breakdown in copper metallization / W. Wu, X. Duan, J. S. P. Yuan // IEEE Transactions on Device and Materials Reability. - 2003. Vol. 3, № 2. - P. 26-29.Wu, W. Modeling of time- dependent dielectric breakdown in copper metallization / W. Wu, X. Duan, J. S. P. Yuan // IEEE Transactions on Device and Materials Reability. - 2003. Vol. 3, № 2. - P. 26-29.Murarka, S. P. Gutman. Copper - fundamental mechanism for microelectronic applications / S. P. Murarka, I. V. Verner, R. J. - New-York:Wiiley, 2000. - 127 p.Murarka, S. P. Gutman. Copper - fundamental mechanism for microelectronic applications / S. P. Murarka, I. V. Verner, R. J. - New-York:Wiiley, 2000. - 127 p.Kohn, A. Copper grain boundary diffusion in electroless deposited cobalt based films and its influence on diffusion barrier integrity for copper metallization / A. Kohn, M. Eizenberg // J. Appl. Phys. - 2003. - Vol. 94, № 5. - P. 3015-3024.Kohn, A. Copper grain boundary diffusion in electroless deposited cobalt based films and its influence on diffusion barrier integrity for copper metallization / A. Kohn, M. Eizenberg // J. Appl. Phys. - 2003. - Vol. 94, № 5. - P. 3015-3024.Gambino, G. Self-aligned metal capping layers for copper interconnects using electroless plating / G. Gambino, J. Wynne, J. Gill [et al.] // Microelectron. Eng. - 2006. - Vol. 83. - P. 2059-2067.Gambino, G. Self-aligned metal capping layers for copper interconnects using electroless plating / G. Gambino, J. Wynne, J. Gill [et al.] // Microelectron. Eng. - 2006. - Vol. 83. - P. 2059-2067.Honma, H. Direct electroless copper plating on alumina ceramics / H. Honma, Y. Kouchi // Plat. Surface Finish. -1990. - Vol. 77, № 6. - P. 54-58.Honma, H. Direct electroless copper plating on alumina ceramics / H. Honma, Y. Kouchi // Plat. Surface Finish. -1990. - Vol. 77, № 6. - P. 54-58.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.