Yu Shen, Jiayi Guo, Lu Wang, Huizhen Han, Yi Ma, Bo Xin* and Zenglin Wang*. J. Electrochem. Soc., 2023, 170, 112503.

在芯片封装技术中，窄制程芯片间的互联可采用导电性更强的金属钴材料。采用化学镀钴往往采用次磷酸钠、硼氢化钠、二甲基氨硼烷等为还原剂，导致镀膜中存在硼、磷杂质，严重影响其电导率。为此，我们采用了水合肼作为还原剂，避免了杂质的引入。然而，水合肼的还原能力有限，其化学镀沉积速率较低，无法满足规模化制备要求。为此，本研究在化学钴镀液中加入三乙醇胺（TEA）作为加速剂，可以将化学镀钴的沉积速率提高五倍左右（从1.0 μm·h^-1到5.0 μm·h^-1），并可拓展应用于10 nm以下的芯片钴互连线微孔填充技术。

研究表明，TEA的加速机理可以解释为：强配位的TEA加入后取代了[Co(C₆H₅O₇)(H₂O)]₂^2-络合物中的H₂O的位点，形成了[Co(C₆H₅O₇)(TEA)₂]₂^2-络合物（图1）。通过TEA本身的三条连式结构的强空间位阻效应，可有效避免钴中心离子被氧化，由此显著增强了钴离子的还原效率。

同时，我们还对镀液体系进行了系统优化，进一步调整了镀液中钴离子、络合物的浓度、镀液的pH参数、退火温度等，最终获得了质密、平整、结晶度高钴镀膜，其电阻率仅为12.1 mΩ·cm。

第一作者：陕西师范大学硕士研究生沈钰

通讯作者：陕西师范大学王增林教授、薄鑫副研究员

文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ad0a74