本发明涉及传感器芯片电镀,特别涉及基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方及配置方法。
背景技术:
1、磁传感器芯片可以将磁场、电流、应力应变、温度和光等外界因素引起的磁信号变化转换为电信号,从而检测相应的物理量。用于测量电流、位置、角度和速度等参数,而坡莫合金是一种由约80%镍和20%铁组成的合金,是磁传感器的核心膜层,因此在各种磁传感器中得到了广泛应用。
2、在霍尔效应传感器中,坡莫合金用于增强磁场,提供更高的信号灵敏度。可用于电流传感器、位置传感器和速度传感器。通常,磁传感器的坡莫合金是通过晶圆电镀方式制备的,以使合金膜层具有更好的均匀性和更高的质量。
3、由于电镀坡莫合金需要控制多个金属离子的浓度,以确保合金成分比例准确(镍80%,铁20%),且又因为不同金属离子的沉积电位不同,不同金属的沉积速率也不同,所以容易导致电镀过程中成分不均匀,且现有的坡莫电镀液化学稳定性差,在空气中容易氧化变色,进而使电镀液失效,且现有的镍铁金属镀层的应力较大,当镀层厚度较厚时,容易出现开裂、脱落和褶皱问题,甚至导致衬底的翘曲过大而裂片。因此,提出基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方及配置方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方及配置方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,由以下原料按照质量份数配置而成:含镍化学品150—200份、含铁化学品30—40份、ph调节剂5—10份、光亮剂0.1—5份、整平剂0.1—5份、消泡剂0.01—0.05份、表面活性剂2—5份、排氧添加剂0.01—0.02份和去离子水500—800份。
3、优选的,所述含镍化学品包括氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸镍、醋酸镍和磷酸镍中的一种或多种。
4、优选的,所述含铁化学品包括二硫化亚铁、氯化亚铁、草酸亚铁、硫酸亚铁铵、硫酸铁和氯化铁中的一种或多种。
5、优选的,所述ph调节剂包括硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸氢钠、柠檬酸钾和柠檬酸中的一种或多种。
6、优选的,所述光亮剂包括聚乙烯亚胺烷基化合物、聚氧乙烯醚磺酸钠、聚乙二醇、甲醛和氨基磺酸钾中的一种或多种。
7、优选的,所述整平剂包括酞菁、健那绿、丁炔二醇和香豆素中的一种或多种。
8、优选的,所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯的共聚物、硬脂酸乙酯、辛醇、癸醇和聚醚硅氧烷共聚物中的一种或多种。
9、优选的,所述表面活性剂包括烷基乙基磺酸盐和烷基苯磺酸盐中的一种或多种。
10、优选的,所述排氧添加剂包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和乙二胺四乙酸中的一种或多种。
11、基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方的配置方法,采用所述的电镀液配方配制而成,其特征在于,所述电镀液配制方法包括以下几个步骤:
12、s1,根据去离子水所占用的质量份数,在备用槽内加入2/3体积的去离子水,然后依次加入含镍化学品、含铁化学品和消泡剂,以80-110r/min的速度搅拌至完全溶解,完全溶解之后,使用30-60r/min的速度搅拌1.5—2h后静置过夜;
13、s2,在另一容器内加入剩余去离子水的1/15-11/10,然后加入光亮剂、整平剂和表面活性剂并以80-110r/min的速度搅拌至完全溶解,并将该混合溶液导入s1静置后的备用槽中;
14、s3,向融合了s1和s2的溶液内加入排氧添加剂,并以30-40r/min的速度搅拌45—65min;
15、s4,向加入排氧添加剂后的溶液内加入ph调节剂,并将ph调节至4;
16、s5,将剩余质量份数的去离子水加入至调好ph值后的溶液内,以30-40r/min的速度搅拌均匀,得到电镀液。
17、本发明的技术效果和优点:
18、(1)本发明针对坡莫合金电镀液氧化问题,通过加入排氧添加剂除去电镀液中含有的氧气,削弱坡莫合金电镀液的氧化,使得电镀液的化学性能更加稳定,同时加入了表面活性剂让晶圆的各组分化学品溶解时能够形成明亮,稳定的溶液体系。
19、(2)本发明针对镍铁应力过大的问题,采用以镀层应力较小的氨基磺酸镍、硼酸镍、醋酸镍、氯化镍和磷酸镍中的一种或多种化学药品作为镍铁镀层中镍的来源,该镍镀层内应力较小,镀层光滑,均匀,具有良好的附着力和耐磨性。
1.基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,由以下原料按照质量份数配置而成:含镍化学品150—200份、含铁化学品30—40份、ph调节剂5—10份、光亮剂0.1—5份、整平剂0.1—5份、消泡剂0.01—0.05份、表面活性剂2—5份、排氧添加剂0.01—0.02份和去离子水500—800份。
2.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述含镍化学品包括氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸镍、醋酸镍和磷酸镍中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述含铁化学品包括二硫化亚铁、氯化亚铁、草酸亚铁、硫酸亚铁铵、硫酸铁和氯化铁中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述ph调节剂包括硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸氢钠、柠檬酸钾和柠檬酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述光亮剂包括聚乙烯亚胺烷基化合物、聚氧乙烯醚磺酸钠、聚乙二醇、甲醛和氨基磺酸钾中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述整平剂包括酞菁、健那绿、丁炔二醇和香豆素中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯的共聚物、硬脂酸乙酯、辛醇、癸醇和聚醚硅氧烷共聚物中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述表面活性剂包括烷基乙基磺酸盐和烷基苯磺酸盐中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方,其特征在于,所述排氧添加剂包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和乙二胺四乙酸中的一种或多种。
10.基于磁传感器的坡莫合金晶圆电镀液配方的配置方法,采用包括权利要求1-9任一项所述的电镀液配方配置而成,其特征在于,所述电镀液配制方法包括以下几个步骤:
