脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠对电沉积铜薄膜性能的影响

摘要

目的研究脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)在乙二胺无氰镀铜中的应用效果,分析对比AES对铜离子沉积、生长及镀层性能的影响。方法利用电化学工作站,分析阴极电沉积过程,结合多功能腐蚀测量仪,得到渗氢曲线和Nyquist曲线,比较不同条件下镀层的致密性及耐蚀性,通过SEM、金相显微镜,观察镀层表面与截面的微观形貌,采用XRD分析镀层晶粒取向、尺寸及镀层内应力。结果乙二胺镀铜电沉积过程为三维瞬时成核过程,受扩散步骤控制,镀层晶体择优取向为(111)面。在不含AES时,获取的镀层表面粗糙,晶粒杂乱,呈棱刺或颗粒状,内应力较大;在镀液中引入AES后,扩散系数增大,微分电容增大,阴极极化增强,成核电位负移,获取的镀层表面变得光滑、细致,镀层(220)晶面占比由28.95%减少到20.61%,粗糙度由2.784μm下降为1.814μm。渗氢曲线与EIS测试表明,镀液引入AES后,获取的镀层对氢渗透的阻挡能力增强,致密性改善,镀层耐蚀性明显提高。结论AES表面活性剂在乙二胺镀铜体系中,对改善镀层微观结构、减少毛刺、提高镀层的致密性和耐蚀性具有显著效果,可有效提高乙二胺镀铜层的综合性能。