[发明专利]一种电子束蒸发镀Au的方法

说明书

本发明公开了一种电子束蒸发镀Au的方法，涉及材料表面处理技术领域。本发明的一种电子束蒸发镀Au的方法，所述方法是以钨衬锅作为容器，将金属源放入钨衬锅内，经过手动熔源、二步预熔后进行蒸镀Au，所述二步预熔包括一段预熔和二段预熔，所述一段预熔电子枪的功率为8～10％，预熔时间为4～5min，所述二段预熔电子枪的功率为13～14％，预熔时间为2～3min。本发明公开了一种电子束蒸发镀Au的方法，能够有效减少Au沉积后表面的黑点数目和尺寸，金属膜外观更加平整，提高导电性，对后续的打线工艺也会有帮助。

技术领域

本发明涉及材料表面处理技术领域，尤其涉及一种电子束蒸发镀Au的方法。

背景

在vcsel工艺中，主要包括光刻、干湿发蚀刻、薄膜沉积、氧化和研磨等工艺流程。其中薄膜又分为金属膜沉积和非金属薄膜沉积，通常会使用电子束蒸发工艺在Wafer表面沉积金属制作金属电极和欧姆接触，沉积金属分别是Ti/Pt/Au，Ti作为半导体与金属的粘附层金属，Pt作为阻挡层金属，Au化学性质稳定，导电性和导热能力强，作为主要导电层金属。

电子束蒸发法是真空蒸发镀膜的一种，是在真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发材料，使蒸发材料气化并向基板输运，在基底上凝结形成薄膜的方法。电子束蒸发可以蒸发高熔点材料，比一般电阻加热蒸发热效率高、束流密度大、蒸发速度快，制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可以较准确地控制，可以广泛应用于制备高纯薄膜和导电玻璃等各种光学材料薄膜。但是在Au电子束蒸发过程中，Au膜的表面会产生黑点，这些黑点包括金中的杂质以及金的不完全融化造成金属小颗粒沉积到基片表面，这些黑点会影响芯片的外观，在金膜作为电镀导电层的工艺中，金属黑点会造成电镀后的产品表面凸起，中间产生缝隙，电镀液进入缝隙中，在退火后可能会出现鼓泡，影响电镀工艺以及后续的封装打线工艺，从而影响芯片的性能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于公开一种电子束蒸发镀Au的方法，能够有效减少Au沉积后表面的黑点数目和尺寸，金属膜外观更加平整，提高导电性，对后续的打线工艺也会有帮助。

具体的，本发明的一种电子束蒸发镀Au的方法，所述方法是以钨衬锅作为容器，将金属源放入钨衬锅内，经过手动熔源、二步预熔后进行蒸镀Au。

进一步，所述二步预熔包括一段预熔和二段预熔，所述一段预熔电子枪的功率为8～10％，预熔时间为4～5min，所述二段预熔电子枪的功率为13～14％，预熔时间为2～3min。

进一步，所述方法具体包括以下步骤：

1)将钨衬锅放入坩埚卡槽，然后将清洗干净的Au颗粒放入钨衬锅中，进行手动熔源；

2)手动熔源完成后，使用无尘布和酒精擦拭金属表面，将熔炼后产生的杂质清理干净得到金属源；

3)对金属源进行二步预熔，第一段预熔，将电子枪功率在1min从0升至8～10％，保持4～5min，再将电子枪功率在45s从8～10％升至13～14％，保持2～3min，当观察到金属源表面完全熔化，且能够看到金属蒸汽后挡板打开，观察金膜沉积速率是否为5A/s，以及电子枪功率是否接近14％，若电子枪功率大于14％，则加长金属预熔时间；

4)镀膜结束后，将样品取出，使用光学显微镜观察表面是否有金属黑点；

5)使用无尘布和酒精将金属源表面擦拭干净，以便于下次使用。

进一步，所述步骤1)中，在将钨衬锅放入坩埚卡槽之前，先在坩埚卡槽内放入石墨垫片。

进一步，所述石墨垫片的厚度尺寸为2mm。

进一步，所述Au颗粒的纯度为5N，所述钨衬锅的容量为40cc。

进一步，所述电子枪的电压为10KV，最大功率为10KW。