Электронное строение и пространственная структура химически осажденных высокофосфористых покрытий никеля для применения в передовых технологиях микроэлектроники

Авторы

  • Виталий Владимирович Побединский ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация , АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация
  • Никита Сергеевич Буйлов ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация , АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация
  • Евгения Алексеевна Ильина ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация
  • Дмитрий Леонидович Голощапов ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация
  • Евгений Сергеевич Керсновский ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация
  • Иван Васильевич Польшин ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация
  • Андрей Игоревич Чукавин Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН, ул. Т. Барамзиной, 34, Ижевск 426067, Российская Федерация
  • Константин Владимирович Зольников ФГБОУ ВО Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация
  • Павел Павлович Куцько АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация
  • Павел Леонидович Пармон АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация
  • Игорь Валентинович Семейкин АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация
  • Иван Васильевич Коняев АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация
  • Павел Владимирович Середин ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

DOI:

https://doi.org/10.17308/kcmf.2026.28/13566

Ключевые слова:

химическое осаждение никеля, высокофосфористые покрытия никеля, барьерный слой, TSV технология, гетерогенная 3D интеграция

Аннотация

Цель статьи: Исследована возможность применения химически осажденных никель-фосфорных покрытий с высоким содержанием фосфора в качестве барьерных слоев для технологии сквозных кремниевых переходов (TSV). По данным энергодисперсионного рентгеновского микроанализа, содержание фосфора в покрытии составляет 10.2 мас. % (17.8 ат. %). Столь высокое содержание фосфора обеспечивает аморфное состояние покрытия, что является ключевым условием для эффективного выполнения барьерных функций.

Экспериментальная часть: Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и спектроскопии ультрамяг- кого рентгеновского излучения установлено, что сферические глобулярные образования, формирующие покрытие, имеют структуру типа «ядро–оболочка». Показано, что концентрация фосфора в оболочке превышает его содержание в ядре.

Выводы: Полученные результаты представляют значительный интерес для развития современных технологий полупроводниковой промышленности, в частности, для гетерогенной трёхмерной интеграции

Скачивания

Данные по скачиваниям пока не доступны.

Биографии авторов

  • Виталий Владимирович Побединский, ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация, АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация

    к. т. н., советник генерального директора, Научно-исследовательский институт электронной техники (Воронеж, Российская Федерация)

  • Никита Сергеевич Буйлов, ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация, АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация

    к. ф.-м. н., преподаватель, кафедра физики твердого тела и наноструктур, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация)

  • Евгения Алексеевна Ильина, ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

    м. н. с. лаборатории органических добавок для процессов химического и электрохимического осаждения металлов и сплавов, применяемых в электронной промышленности, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация)

  • Дмитрий Леонидович Голощапов, ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

    к. ф.-м. н., доцент, кафедра физики твердого тела и наноструктур, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация)

  • Евгений Сергеевич Керсновский, ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

    аспирант, техник, кафедра физики твердого тела и наноструктур, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация)

  • Иван Васильевич Польшин, ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

    магистр, лаборант, кафедра физики твердого тела и наноструктур, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация)

  • Андрей Игоревич Чукавин, Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН, ул. Т. Барамзиной, 34, Ижевск 426067, Российская Федерация

    к. ф.-м. н., с. н. с., Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (Ижевск, Российская Федерация)

  • Константин Владимирович Зольников, ФГБОУ ВО Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация

    к. т. н., доцент, заведующий базовой кафедрой технического и программного обеспечения вычислительных и информационных систем, Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова (Воронеж, Российская Федерация)

  • Павел Павлович Куцько, АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация

    к. т. н., генеральный директор, Научно-исследовательский институт электронной техники (Воронеж, Российская Федерация)

  • Павел Леонидович Пармон, АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация

    директор по качеству, Научно-исследовательский институт электронной техники (Воронеж, Российская Федерация)

  • Игорь Валентинович Семейкин, АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация

    к. т. н., технический директор, Научно-исследовательский институт электронной техники (Воронеж, Российская Федерация)

  • Иван Васильевич Коняев, АО «Научно-исследовательский институт электронной техники», ул. Старых Большевиков, 5, Воронеж 394033, Российская Федерация

    к. т. н., ведущий инженер, Научный исследовательский институт электронной техники (Воронеж, Российская Федерация)

  • Павел Владимирович Середин, ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

    д. ф.-м. н., профессор, заведующий кафедрой физики твердого тела и наноструктур, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация)

Библиографические ссылки

1. Huang M., Wang T., Hou F., Su P., Sun C., Luan H. A 3D TSV-MEMS based heterogeneous Integration technology for RF application. In: 2021 22nd International Conference on Electronic Packaging Technology (ICEPT). Xiamen, China: IEEE; 2021; 1–4. https://doi.org/10.1109/icept52650.2021.9567915

2. Green D. S., Dohrman C. L., Demmin J., Zheng Y., Chang T.-H. A revolution on the horizon from DARPA: heterogeneous integration for revolutionary microwave/millimeter-wave circuits at DARPA: progress and future directions. IEEE Microwave Magazine. 2017;18(2): 44–59. https://doi.org/10.1109/MMM.2016.2635811

3. Kim Y., Park A.-Y., Kao C.-L., Su M., Black B., Park S. Prediction of deformation during manufacturing processes of silicon interposer package with TSVs. Microelectronics Reliability. 2016;65: 234–242. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2016.07.153

4. Murugesan M., Mori K., Bea J. C., Koyanagi M., Fukushima T. High aspect ratio through-silicon-via formation by using low-cost electroless-Ni as barrier and seed layers for 3D-LSI integration and packaging applications. Japanese Journal of Applied Physics. 2020;59(SG): SGGC02. https://doi.org/10.35848/1347-4065/ab75b8

5. Kim Y., Jin S., Park K., Lee J., Lim J.-H., Yoo B. Effect of pulse current and pre-annealing on thermal extrusion of Cu in through-silicon via (TSV). Frontiers in Chemistry. 2020;8: 771. https://doi.org/10.3389/fchem.2020.00771

6. Zhao Z., Liu Z., Chen L., Sun Q., Liu H., Sun Y. FEA study on the TSV copper filling influenced by the additives and electroplating process. Microelectronic Engineering. 2023; 275: 111981. https://doi.org/10.1016/j.mee.2023.111981

7. Zhang Z., Ding Y., Xiao L., … Xie H. Enabling continuous Cu seed layer for deep through-silicon-vias with high aspect ratio by sequential sputtering and electroless plating. IEEE Electron Device Letters. 2021;42(10): 1520–1523. https://doi.org/10.1109/LED.2021.3105667

8. Mariappan M., Mori K., Koyanagi M., Fukushima T. A TSV-last approach for 3D-IC integration and packaging using WNi platable barrier layer In: 2021 IEEE 71st Electronic Components and Technology Conference (ECTC).San Diego, CA, USA: IEEE; 2021: 315–320. https://doi.org/10.1109/ectc32696.2021.00060

9. Armini S. Cu electrodeposition on resistive substrates in alkaline chemistry: effect of current density and wafer RPM. Journal of The Electrochemical Society. 2011;158(6): D390. https://doi.org/10.1149/1.3576121

10. Buylov N. S., Sotskaya N. V., Kozaderov O. A., … Seredin P.V. Fabrication and Characterization of thin metal films deposited by electroless plating with organic additives for electrical circuits applications. Micromachines. 2023;14(6): 1151. https://doi.org/10.3390/mi14061151

11. Shimizu T., Shingubara S., Matsui K., … Motoyoshi M. Low cost TSV fabrication technologies using anisotropic Si wet etching and conformal electroless plating of barrier and seed metals In: 2021 IEEE International Interconnect Technology Conference (IITC).Kyoto, Japan: IEEE; 2021: 1–3. https://doi.org/10.1109/iitc51362.2021.9537363

12. Shingubara S., Matsudaira T., Shimizu T. (Invited) Film properties of various electroless plated Co alloy films formed on SiO2/Si substrate and its interdiffusion properties against Cu. ECS Meeting Abstracts. 2020;MA2020-01(20): 1219–1219. https://doi.org/10.1149/MA2020-01201219mtgabs

13. Murugesan M., Mori K., Kojima T., … Koyanagi M. Nano Ni/Cu-TSVs with an improved reliability for 3D-IC integration application In: 2020 31st Annual SEMI Advanced Semiconductor Manufacturing Conference (ASMC).Saratoga Springs, NY, USA: IEEE; 2020: 1–5. https://doi.org/10.1109/asmc49169.2020.9185397

14. Fayyad E. M., Abdullah A. M., Hassan M. K., Mohamed A. M., Jarjoura G., Farhat Z. Recent advances in electroless-plated Ni-P and its composites for erosion and corrosion applications: a review. Emergent Materials. 2018;1(1–2): 3–24. https://doi.org/10.1007/s42247-018-0010-4

15. Guo Z., Keong K. G., Sha W. Crystallisation and phase transformation behaviour of electroless nickel phosphorus platings during continuous heating. Journal of Alloys and Compounds. 2003;358(1–2): 112–119. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(03)00069-0

16. Hengne A. M., Samal A. K., Enakonda L. R., … Basset J.-M. Ni–Sn-supported ZrO2 catalysts modified by indium for selective CO2 hydrogenation to methanol. ACS Omega. 2018;3(4): 3688–3701. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00211

17. Hu X., Tian X., Lin Y.-W., Wang Z. Nickel foam and stainless steel mesh as electrocatalysts for hydrogen evolution reaction, oxygen evolution reaction and overall water splitting in alkaline media. RSC Advances. 2019;9(54): 31563–31571. https://doi.org/10.1039/C9RA07258F

18. Ramkumar R., Dhakal G., Shim J.-J., Kim W. K. NiO/Ni nanowafer aerogel electrodes for high performance supercapacitors. Nanomaterials. 2022;12(21): 3813. https://doi.org/10.3390/nano12213813

19. Xu W., Zhu L., Sun Z., … Sun H. P-Induced permeation of nickel into WO3 octahedra to form a synergistic catalyst for urea oxidation**. ChemSusChem. 2022;15(24): e202201584. https://doi.org/10.1002/cssc.202201584

20. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy: a reference book of standard spectra for identification and interpretation of XPS data. Update Moulder J. F., Chastain J.(eds.). Eden Prairie, Minn: Perkin-Elmer Corporation; 1992. 261 p.

Загрузки

Опубликован

2026-04-01

Выпуск

Том 28 № 1 (2026)

Раздел

Краткие сообщения

Лицензия

Copyright (c) 2026 Конденсированные среды и межфазные границы

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Как цитировать

Электронное строение и пространственная структура химически осажденных высокофосфористых покрытий никеля для применения в передовых технологиях микроэлектроники. (2026). Конденсированные среды и межфазные границы, 28(1), 143-147. https://doi.org/10.17308/kcmf.2026.28/13566

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 > >>