选择性化学镀镍实验研究

摘要

化学镀技术在现代表面工程中有着的重要地位。化学镀的沉积是一个表面自催化的氧化还原反应过程。基底表面的预处理在整个沉积过程中有着决定性的影响。目前，化学镀金属沉积方法在微纳米技术中已经有了许多应用。为开发纳米器件的需要，已经陆续有硅表面加工纳米结构的研究报导。本文的工作基础是基于在碱性溶液中硅表面选择性化学镀镍实验。选择性化学镀镍成型的实现是依靠激光剥离表面活性区域的方法实现的，这种是一种相对简单的制造高深宽比微金属结构的方法，化学镀的方法沉积超薄金属薄膜，不但性能优良，并且与高分辨率光刻图形兼容性好。 化学镀镍的沉积机理的研究一直以来投入了很多精力，从沉积速度的测量来推断化学镀反应机理的理论有很多种。尽管化学镀技术的应用已经日益成熟，但是关于沉积过程的动力学机制目前并无定论。对于这个问题，本文试图从非稳态扩散动力学过程加以探讨，建立镀镍过程的简化模型并给出经验公式。化学镀镍的过程中，镀液体系易分解是一个公认的难题。镀液的分解直接造成致使镀液在短期内迅速失效，不仅浪费了资源，废液对环境也会产生严重的污染。合理选择稳定剂可以阻止自分解反应，使镀液稳定性提高。实验表明在相同施镀条件下镀液的稳定性随时间，装载比发生显著变化。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1化学镀技术简介

1.2化学镀技术的发展历程

第二章化学镀镍溶液的组成及沉积机理

2.1化学镀镍

2.1.1概述

2.1.2化学镀镍基体材料

2.1.3化学镀镍溶液的组成

2.2化学镀镍的热力学可能性

2.3化学镀镍的动力学

2.3.1化学镀镍速度方程

2.3.2用混合电位理论计算化学镀镍速度

2.4本章小结

第三章基于扩散动力学的沉积过程模型

3.1电极/溶液界面性质

3.2镀浴体系液相传质过程动力学

3.3非稳态扩散沉积模型

第四章硅表面选择性化学镀镍实验

4.1非金属表面的化学镀镍概述

4.2金属化层与非金属基底的结合机理

4.3常规的基底表面活化法

4.4硅表面选择性施镀实验

4.4.1基底预处理

4.4.2激光表面成型

4.4.3硅表面碱性化学镀镍

第五章施镀过程稳定性分析

5.1镀液稳定性概述

5.2氯化钯加速试验法

5.3镀液自分解原因

5.4结论

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

6.2.1基于化学镀镍的微机械加工技术的前景

6.2.2纳微米复合化学镀技术展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文