[发明专利]一种用于半导体芯片的镀金液、镀金方法及镀镍金方法

说明书

本发明提供一种用于半导体芯片的镀金液、镀金方法及镀镍金方法，镀金液包括4‑10g/L的水溶性金盐、12‑20g/L的pH缓冲剂、4‑8g/L的络合剂、30‑45g/L的掩蔽剂和水，镀金方法包括使用上述镀金液对半导体芯片进行镀金，镀镍金的方法包括半导体芯片表面预处理；镀镍；使用上述半导体芯片的镀金方法进行镀金；烘干。该镀金液溶液稳定，镀金方法及镀镍金方法操作简单，镀金过程速率均匀，金层结合力强，芯片镀金层厚度均一。

技术领域

本发明属于半导体生产工艺技术领域，尤其是涉及一种用于半导体芯片的镀金液、镀金方法及镀镍金方法。

背景技术

镍、金镀层具有接触电阻低、导电性能好、可焊性好、耐腐蚀性强的优点，因而，为了提高晶片的焊接效果，导电性能，在半导体生产过程中通常会进行镀镍金工艺。化学镀镍金的方法由于操作简单、成本低廉而被广泛使用，通常先通过还原反应在硅片表面沉积一定厚度的镍层，然后将半导体材料浸入镀金液中，通过硅片表面镍与金的置换反应沉积一定厚度的金层。

镀镍金完成后得到的镍、金层的厚度的均一性会直接影响最终得到的半导体芯片的焊接效果和外观效果，但现有技术中镀金过程中使用的镀金液在镀金过程中镀金速率不易控制，使芯片表面镀金层的厚度不均一，金层结合力差，且由于同一批的镀金液往往要处理多批芯片，而随处理过程的进行，镀金液中主盐的浓度不断下降，使不同批次的芯片镀金过程中镀金液金盐浓度不同，造成不同批次芯片表面镀金层的厚度不同，使最终得到的芯片性能不佳，且不同批次芯片的性能差异大。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于半导体芯片的镀金液、镀金方法及镀镍金方法，镀金液溶液稳定，镀金过程速率均匀，金层结合力强，芯片镀金层厚度均一。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于半导体芯片的镀金液，包括4-10g/L的水溶性金盐、12-20g/L的pH缓冲剂、4-8g/L的络合剂、30-45g/L的掩蔽剂和水。

技术方案中，优选的，镀金液的pH为5-7，更优选的，镀金液的pH为5-6。将镀金液的pH调为酸性，氰化亚金钾在有柠檬酸且溶液为酸性的体系中可以稳定存在，不会析出，且镀金过程中产生的氰酸会与柠檬酸产生氢键而稳定存在于溶液中，不会以有害气体的形式溢出，因此可使芯片表面镀金层厚度更均一，镀层颜色金黄有光泽。

其中，水溶性金盐指金的可溶于水的盐类，技术方案中，优选的，水溶性金盐为氰化亚金钾、亚硫酸金钠、三水合氯化金盐酸和硫代苹果酸金钠中的一种或多种的组合，更优选的，水溶性金盐为氰化亚金钾。

其中，pH缓冲剂在镀金过程中可逐渐释放出酸或碱以保持镀金液的酸度，使镀金过程中芯片所处镀金液的酸度均一，从而保证镀金速率均一，可获得厚度均一的镀金层。现有技术中pH缓冲剂种类很多，在此处均可使用，例如pH缓冲剂可以为氯化铵、磷酸氢二钾、乙酸钠和柠檬酸三钠中的一种或多种的组合。

其中，络合剂为可与镀金液中的金离子形成络合物的化合物，其与金离子在镀金液中形成络合剂-金络离子，随着镀金液中金离子的不断消耗，络合剂-金络离子不断释放出游离金离子，可控制镀金液中游离金离子的保持稳定的浓度，控制镀金过程的反应速率，从而使镀金过程中镀金层的厚度均一性更高。络合剂可以为柠檬酸、柠檬酸的可溶盐、亚硫酸钠、硫代硫酸钠和酒石酸钾钠中的一种或多种的组合，优选的，络合剂为柠檬酸与柠檬酸的可溶盐的混合。

其中，掩蔽剂为可以与镀金液中的杂质离子形成络合物的化合物，由于镀金液中存在的杂质离子会影响镀金液溶液的稳定性，且在镀金过程中代替金离子沉积在芯片上，会影响镀金层的质量，因此，加入掩蔽剂使镀金液中的杂质离子与其形成络合物可使镀金液的性质更稳定，且不会在芯片上沉积杂质离子，镀金层的质量更高。掩蔽剂可以为乙二胺四乙酸或其盐、羟乙基亚胺二乙酸或其盐和二乙基三胺五乙酸或其盐中的一种或几种的组合。优选的，掩蔽剂为乙二胺四乙酸或其盐，其盐优选为乙二胺四乙酸二钠。