Li Peiyi,Wang Rui,Lei Cheng*,et al.Research on nickel plating rate on silicon carbide surface[J].Plating & Finishing,2023,(12):71-77.[doi:doi ： 10.3969/j.issn.1001-3849.2023.12.010]
碳化硅表面镀镍速率研究
- Title:
- Research on nickel plating rate on silicon carbide surface
- Keywords:
- silicon carbide ; nickel plating ; simulation
- 分类号:
- TQ153.2
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 针对碳化硅基底深刻蚀过程中镍掩模的厚度会影响刻蚀效果，为解决电镀镍时电镀速率不同从而导致厚度无法保证的问题。采用 COMSOL Multiphysics 软件对阴极镀层厚度进行模拟的方法，研究了不同电导率对电镀速率的影响。通过对比相同条件下实际电镀速率来验证仿真的可靠性。结果表明：在 50 ℃ 下，当电导率为 15 S/m 时，阴极镀层速率为 408.3 nm/min ；在相同条件下进行实验，测得实际电镀速率为 425.5 nm/min ，验证了仿真模型的可靠性，为电镀镍工艺优化以及 SiC 硬掩模刻蚀提供了仿真依据。
- Abstract:
- ： In view of the thickness of the nickel mask during the deep erosion of the silicon carbide substrate will affect the etching effect ， so as to solve the problem that the thickness is different during nickel plating. The cathode plating thickness was simulated by COMSOL Multiphysics software to investigate the effect of different conductivity on the plating rate. The reliability of the simulation was verified by comparing the actual plating rates under the same conditions. The results show that at 50 ℃ ， when the conductivity is 15 S/m ， the cathode plating rate is 408.3 nm/min. Under the same conditions ， the actual plating rate is 425.5 nm/min ， which verifies the reliability and provides the simulation basis for nickel plating process optimization and SiC hard mask etching.
参考文献/References:
[1] 吴清仁 , 文璧璇 . SiC 材料导热系数和热膨胀系数与温度关系 [J]. 华南理工大学学报 ( 自然科学版 ), 1996(3): 11-15.
[2] Michael S, Sergey R, 杨银堂 , 等 . 碳化硅半导体材料与器件 : SiC materials and devices, volume Ⅰ&Ⅱ[M]. 电子工业出版社 , 2012.
[3] 朱作云 , 李跃进 , 杨银堂 , 等 . SiC 薄膜高温压力传感器 [J]. 传感器技术 , 2001(2): 1-3.
[4] Wejrzanowski T, Tymicki E, Plocinski T, et al. Design of SiC-doped piezoresistive pressure sensor for high-temperature applications[J]. Sensors, 2021, 21(18): 6066-6082.
[5] Okojie R S, Lukco D, Chen Y, et al. Reliability assessment of Ti/TaSi 2 /Pt ohmic contacts on SiC after 1000 h at 600 ℃[J]. Journal of Applied Physics, 2002, 91(10): 6553-6559.
[6] Okojie R S, Nguyen V, Savrun E, et al. Improved reliability of SiC pressure sensors for long term high temperature applications[C]//International Solid-State Sensors.IEEE, 2011.
[7] 何洪涛 , 王伟忠 , 杜少博 , 等 . 一种新型 MEMS 压阻式 SiC 高温压力传感器 [J]. 微纳电子技术 , 2015, 52(4): 233-239, 255.
[8] 冯伟 , 雷程 , 梁庭 , 等 . 低温 Au-Au 键合工艺的研究 [J]. 电子测量技术 , 2020, 43(21): 25-28.
[9] 孙亚楠 , 石云波 , 冯恒振 , 等 . 基于 4H-SiC 压敏电阻的同质外延工艺 [J]. 微纳电子技术 , 2017, 54(2): 131-135.
[10] 孙亚楠 , 石云波 , 王华 , 等 . 碳化硅 ICP 刻蚀的掩模材料 [J]. 微纳电子技术 , 2017, 54(7): 499-504.
[11] 宫凯勋 , 梁庭 , 雷程 , 等 . MEMS 电镀金属掩模工艺研究 [J]. 传感器与微系统 , 2022, 41(11): 27-30, 34.
[12] 严子林 . 碳化硅高温压力传感器设计与工艺实验研究 [D]. 北京 : 清华大学 , 2011.
[13] 程万 . 高深宽比的 TSV 电镀铜填充技术研究 [D]. 北京 : 中国科学院大学 , 2017.
[14] Dickinson E H, Ekstr?m, Fontes E. COMSOL Multiphysics?: finite element software for electrochemical analysis: A mini-review[J]. Electrochemistry Communications, 2014, 40: 71-74.
[15] 李强 , 雷程 , 梁庭 , 等 . 碳化硅表面电镀厚镍工艺研究 [J]. 电镀与精饰 , 2022, 44(2): 51-55.
[16] Klingert J, Lynn S, Tobias C, et al. Evaluation of current dis-tribution in electrode systems by high-speed digital computers[J]. Electrochimica Acta, 1964, 9(3): 297-311.
[17] Sun A, Chang Y, Li H. Numerical simulation of laser drilling and electrochemical machining of metal micro-hole[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics,2018,181:92-98.
[18] 李志鹏 , 王博男 , 孟旭 , 等 . 电磁式扭矩传感器原理、研究现状及发展趋势 [J]. 仪器仪表学报 , 2021, 42(1): 1-14.
[19] 林来存 , 王启东 , 邱德龙 , 等 . 基于光敏玻璃的垂直互连通孔仿真与电镀工艺研究 [J]. 北京理工大学学报 , 2018, 38(1): 52-57.
[20] 丁莉峰 , 陈冲艳 , 李强 , 等 . Comsol 模拟金属离子浓度对电镀铜锌合金的影响 [J]. 电镀与涂饰 , 2021, 40(11): 820-828.
相似文献/References:
[1]李彭瑞*,任春江,章军云,等.电镀参数对电镀镍层性能的影响[J].电镀与精饰,2022,(2):26.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.006]
LI Pengrui *,REN Chunjiang,ZHANG Junyun,et al.Effect of Electroplating Parameters on the Performance of Electroplating Nickel Layer[J].Plating & Finishing,2022,(12):26.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.006]
[2]张立平*,刘庆然,何小兵,等.封孔-成膜工艺对电镀薄镍层耐蚀性能的影响[J].电镀与精饰,2022,(2):56.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.012]
ZHANG Liping*,LIU Qingran,HE Xiaobing,et al.Effect of Hole Sealing-Film Forming Process on Corrosion Resistance of Electroplated Thin Nickel Layer?/html>[J].Plating & Finishing,2022,(12):56.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.012]
[3]高吉成,李大玉,靳惠明*. 工程教育专业认证背景下电镀镍教学探索 [J].电镀与精饰,2023,(3):110.[doi:doi： 10.3969/j.issn.1001-3849.2023.03.016]
Gao Jicheng,Li Dayu,Jin Huiming*.Teaching exploration of the electroplating Ni in the context of engineering education accreditation system[J].Plating & Finishing,2023,(12):110.[doi:doi： 10.3969/j.issn.1001-3849.2023.03.016]
[4]李 强,雷 程*,梁 庭,等.碳化硅表面电镀厚镍工艺研究[J].电镀与精饰,2022,(2):51.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.011]
LI Qiang,LEI Cheng *,LIANG Ting,et al.Study on Plating Thick Nickel on Silicon Carbide Surface[J].Plating & Finishing,2022,(12):51.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.011]
备注/Memo
收稿日期： 2023-03-30 修回日期： 2023-05-31 作者简介： 李培仪（ 1999 －），男，硕士研究生， email ： l19834280025@163.com * 通信作者： 雷程（ 1987 －），男，博士，高级实验师， email ： leicheng@nuc.edu.cn 基金项目： 山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目（ 202201030201004 ）；山西省重点研发计划项目（ 202102030201001 & 202102030201009 ）?/html>