[發明專利]一種核殼結構納米金屬互連工藝

有效

• 申請號: 201810010152.8
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108237222B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 張昱;崔成強;陳新
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;H01L23/532;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王洋;趙青朵

1.一種核殼結構納米金屬互連工藝，其特征在于，包括：

A）將核殼結構的納米顆粒互連材料印刷至基板上；所述核殼結構的納米顆粒互連材料包括金屬殼層包覆的納米銅顆粒；所述金屬選自金、銀、錫、鉑和鈀中的一種或幾種；所述核殼結構的納米顆粒互連材料的制備方法具體為：

a）納米銅顆粒和保護劑分散于溶劑中，得到納米銅溶液；所述保護劑選自聚乙烯吡咯烷酮、油酸、油胺、乙醇胺、三乙醇胺、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一種或幾種；所述溶劑選自水、乙醇、異丙醇、乙二醇和丙三醇中的一種或幾種；

b）將殼層前驅體和納米銅溶液混合、反應、離心、洗滌后得到核殼雙金屬納米顆粒；所述殼層前驅體為金、銀、錫、鉑和鈀中一種金屬的鹽或者金屬絡合物；

c）將核殼雙金屬納米顆粒分散在溶劑中、脫泡處理，得到核殼結構的納米顆粒互連材料；

B）將芯片覆蓋于所述納米顆粒互連材料表面，得到整體器件；

C)將所述整體器件燒結，得到互連器件。

2.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，步驟c）中所述溶劑選自乙醇、乙二醇、松油醇、松香、苯并咪唑、苯并三氮唑、烷基咪唑、烷基苯并咪唑、烷基芳基咪唑、一縮二乙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚和三乙二醇甲醚中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，步驟A）所述金屬殼層包覆的納米銅顆粒占所述核殼結構的納米顆粒互連材料的質量百分比為60%~99%；所述納米銅顆粒的粒徑為10~500nm；所述金屬殼層的厚度為1~80nm。

4.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，所述印刷至基板上還包括靜置，所述靜置時間為10~300min；所述燒結溫度為100~250℃；所述燒結時間為10~150min。

5.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，步驟a）所述納米銅顆粒和保護劑的摩爾比為1：（0.2~15）。

6.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，所述殼層前驅體和納米銅顆粒的摩爾比為（0.001~1）:1；所述金屬的鹽或者金屬絡合物選自氯金酸、檸檬酸金、氰化金鉀、氰化銀鉀、二銨合銀、氰化銀、氰酸銀、硫氰酸銀、醋酸銀、咪唑銀鹽、硫氰酸銀、氯化銀、硝酸銀、氯化亞錫、結晶四氯化錫、硫酸錫、硫酸亞錫、草酸亞錫、乙酸錫、辛酸亞錫、氯鉑酸、氯化鉑、硝酸鉑、氯亞鉑酸銨、四氯化鉑、乙酰丙酮鉑、乙二胺氯化鉑、四氨合硝酸鉑、氯化鈀、硫酸鈀、乙酸鈀、硝酸鈀、乙酰丙酮鈀、二氯二氨鈀和四氨基硝酸鈀中的一種或幾種。

7.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，步驟b）所述反應溫度為20~60℃；所述反應時間為10~360min；所述離心為3000~8000 r/min，所述洗滌的溶劑為去離子水、無水乙醇和丙酮中的一種或至少兩種的混合物。

8.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，步驟c）所述脫泡為真空脫泡混料處理；所述真空脫泡混料處理的攪拌速度為1000~5000r/min，時間為1~10min，真空度為-80~-120KPa。

9.根據權利要求1所述的互連工藝，其特征在于，步驟a）具體為納米銅顆粒和保護劑在溶劑中混合，磁力攪拌；所述磁力攪拌的時間為20~30min。