JP2012067388A5

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Publication number: JP2012067388A5
Application number: JP2011204195A
Authority: JP
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2031-09-20

Description

ミラー光沢銀層が望まれるのであればどのような場合でも、ミラー光沢銀堆積物を提供するためにこの方法が使用されうる。典型的には、スイッチ、電気コネクタもしくは宝飾品のような銅合金上のニッケル層もしくはニッケル合金層がコーティングされる。ポリマー材料上のニッケルもしくはニッケル合金層もコーティングされうる。

銀ストライクを電気めっきする方法は、電流トラックの形成におけるような太陽電池の製造における太陽電池産業においても使用されうる。電流トラックの形成においては、半導体ウェハがドープされてｐ／ｎ接合を形成する。このようなウェハは典型的にはウェハのｐ＋ドープエミッタ層側の上がＳｉ_３Ｎ_４の反射防止層でコーティングされる。次いで、１以上の既知の従来のエッチング方法を用いて、反射防止層を貫通し、ウェハのｐ＋ドープエミッタ層を露出させて、電流トラックがパターン形成される。このエミッタ層の電流トラック上にニッケルシード層が堆積されうる。当該技術分野において知られている従来のニッケル堆積方法によってニッケルシード層が堆積されうる。典型的には、ニッケルシード層は光アシストニッケル堆積によって堆積される。ニッケル源が無電解ニッケル組成物である場合には、めっきは外部電流を用いることなく行われる。ニッケル源が電解ニッケル組成物からのものである場合には、裏面電位（整流器）が半導体ウェハ基体に適用される。電流密度は０．１Ａ／ｄｍ^２〜２Ａ／ｄｍ^２の範囲であり得る。光源には、これに限定されないが、可視光、ＩＲ、ＵＶおよびＸ−線が挙げられる。

半導体ウェハの前面を光エネルギーで照明することにより、エミッタ層上でめっきがおこる。衝突する光エネルギーは半導体に電流を発生させる。２０ｎｍ〜３００ｎｍ厚のニッケル層が典型的に堆積される。

ニッケルシード層が堆積された後ですぐに銀ストライクがニッケルの隣に堆積される。典型的には、ニッケルがめっきされた後１分以内に、より典型的にはニッケルめっき後３０秒以内に、最も典型的には１〜３０秒で銀が堆積される。ニッケル堆積後短時間以内に銀がニッケル上に堆積されない場合には、そのニッケルは不動態化され、銀めっきの前に活性化されなければならない。不動態化はめっきに耐性の金属層を説明する一般的な用語である。不動態化された金属上でめっきがおこる場合には、不動態化金属とその上に堆積された金属との間の接着性は劣っており信頼性がない。典型的には、堆積された金属は不動態化金属から容易に剥がれる。よって、ニッケルめっき後１分以内にそのニッケル上に銀を堆積させることが非常に望ましく、そうでなければ、ニッケルと銀との間の信頼できる接着性を達成するのに活性化工程が必要とされる場合がある。

銀金属がニッケルの隣に堆積された後で、次いで半導体は焼結されてニッケルシリサイドを形成する。焼結はニッケル表面上に堆積された銀と共に行われて、銀とニッケルとの間の接着性を向上させる。ニッケル上にめっきされた銀との焼結は焼結のためのウィンドウを増大させる。言い換えれば、ウェハの損傷についての懸念無しに、ニッケルとケイ素との間の向上した結合を提供するために、焼結は所定のピーク温度で従来の処理を超えて延長されうる。多くの従来のプロセスにおいては、半導体をオーブン内で所定の温度で長すぎる期間維持することはニッケルがウェハ内に深く拡散してエミッタ層に入り、これよりウェハを短絡させる場合がある。ニッケルとケイ素との間の向上した結合はニッケルシリサイドと銀との間の接着欠陥の可能性を低減させる。さらに、銀は焼結温度によってシリサイド中に組み込まれず、よってニッケルシリサイドは、焼結中の酸化からニッケルを保護する銀を伴って形成される。３８０℃以上、もしくは４００℃〜５５０℃のウェハピーク温度を提供する炉が使用されうる。６５０℃を超えるピーク温度は使用されない、というのはこのような高い温度ではニッケルシリサイドおよびニッケルジシリサイドが両方とも形成されうるからである。ニッケルジシリサイドは半導体ウェハにおける電流を低減させる高い接触抵抗率を有するので、ニッケルジシリサイドの形成は望ましくない。典型的には、ピーク温度時間は２秒〜２０秒の範囲である。好適な炉の例はランプベースの（ＩＲ）である。

Claims

ａ）１種以上の銀イオン源、１種以上のイミドもしくはイミド誘導体、１種以上のアルカリ金属硝酸塩、並びに界面活性剤、緩衝剤、レベラー、結晶粒微細化剤、さび止め剤、および延性増強剤から選択される１種以上の任意成分からなり、シアン化物を含まない溶液を提供し；
ｂ）ニッケルを含む基体を前記溶液と接触させ；
ｃ）ニッケルもしくはニッケル合金上に銀ストライク層を電気めっきし；および
ｄ）銀ストライク層上に第２の銀層を電気めっきする
ことを含む方法。
１種以上の銀イオン源が０．２ｇ／Ｌ〜２ｇ／Ｌの量であり、かつ１種以上のアルカリ金属硝酸塩が３ｇ／Ｌ〜３０ｇ／Ｌの量である、請求項１に記載の方法。
銀ストライク層が厚さ０．０１μｍ〜０．２μｍである、請求項１または２に記載の方法。
第２の銀層が厚さ１μｍ〜５０μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
銀ストライク層が０．１Ａ／ｄｍ^２〜２Ａ／ｄｍ^２の電流密度で電気めっきされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
前記アルカリ金属硝酸塩が硝酸カリウムまたは硝酸ナトリウムである請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
前記イミドがスクシンイミド、２，２−ジメチルスクシンイミド、２−メチル−２−エチルスクシンイミド、２−メチルスクシンイミド、２−エチルスクシンイミド、１，１，２，２−テトラメチルスクシンイミド、１，１，２−トリメチルスクシンイミド、２−ブチルスクシンイミド、マレイミド、１−メチル−２−エチルマレイミド、２−ブチルマレイミド、１−メチル−２−エチルマレイミド、フタルイミドおよびフタルイミド誘導体から選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
前記イミド誘導体がヒダントイン、１−メチルヒダントイン、１，３−ジメチルヒダントイン、５，５−ジメチルヒダントイン、１−メタノール−５，５−ジメチルヒダントインおよび５，５−ジフェニルヒダントインから選択される請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。