一种用于MEMS镍钴镀层的制作方法与流程

本申请涉及电镀，尤其是涉及一种用于mems镍钴镀层的制作方法。

背景技术：

1、现有的镍钴合金电镀液工艺配方中镍源一般为硫酸镍（niso4）,钴源一般为硫酸钴（coso4）。由于镀液中这两种主盐离子的沉积电位有差别，钴离子的电极电位为-0.277v,镍离子的电极电位为-0.250v。在连续电镀过程中，这种电位差使得钴离子的沉积速度大于镍离子。镍离子浓度的下降可通过镍阳极的溶解得到补充，但钴离子浓度一旦下降就只能通过添加外部钴源的方式来补充。在添加外部钴源的过程中，镀液的内应力会发生缓慢的变化，最终镀件结构中的积累的内应力会逐渐增大，造成镀件发生粗糙、边缘起翘甚至断裂等情况的发生。这种不利的情况会在具有微米级甚至纳米级尺寸结构的mems器件中得到放大，从而更频繁地在实际生产中出现，造成不必要的损失。部分现有的工艺使用了脉冲电镀镍钴合金的方法，试图改善因直流电镀时钴离子浓度降低过快造成的晶相结构中出现缺陷、位错等影响镀层内应力的问题。但此种方法耗时过长，电镀24h仅可获得厚约200-400μm的镀层，不符合实际生产的需要。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本申请的目的是提供一种用于mems镍钴镀层的制作方法。

2、为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种用于mems镍钴镀层的制作方法，包括如下步骤：

3、s1，在基片表面形成种子层；

4、s2，通过涂光刻胶、显影、泛曝、光刻和坚膜，在所述的种子层的表面刻蚀出所需镀层的形貌；

5、s3，对带有光刻图形的基片进行前处理；

6、s4，将带有光刻图形的基片浸入电镀液中，每升所述的电镀液包括：220～250g硫酸镍、55～65g氯化镍、35～40g硫酸钴、25～35g硼酸、2.6～4.0g光亮剂、0.05～0.1g2-乙基己基硫酸钠和0.10～0.20g3,4,5-三羟基苯甲酸钠，余量为去离子水，所述的电镀液的ph值为4-6，所述的电镀液的温度为50℃-55℃；

7、s5，电源对所述的基片和所述的电镀液施加电压，以在所述的基片的表面按照所述的光刻图形形成镍钴镀层；

8、s6，从电镀液中取出表面形成有镍钴镀层的mems器件，并进行清洗和烘干。

9、在上述技术方案中，进一步优选的，在步骤s1中，所述的种子层的材料为不活泼金属。

10、在上述技术方案中，进一步优选的，所述的不活泼金属为铜、钛和金中的一种或两种以上。

11、在上述技术方案中，进一步优选的，在步骤s3中，所述的前处理包括基底粗化、活化和清洗。

12、在上述技术方案中，进一步优选的，所述的步骤s3包括：

13、s31，将带有光刻图形的基片放至臭氧发生器，向臭氧发生器通入100ml纯氧气并使用100～150w功率放电10分钟，以持续生成臭氧处理所述的基片表面；

14、s32，用去离子水水洗表面氧化的基片；

15、s33，用5%～10%体积比的硫酸水溶液除去所述的基片表面的氧化并活化；

16、s34，用去离子水清洗表面活化的基片。

17、在上述技术方案中，进一步优选的，在步骤s4中，所述的光亮剂包括糖精钠、苯磺酰胺和磺基水杨酸中的至少一种。

18、在上述技术方案中，进一步优选的，在步骤s5中，所述的电镀液盛放在电镀槽内，所述的电镀液在所述的电镀槽内按一搅拌速率被搅拌，所述的搅拌速率为100-200r/min。

19、在上述技术方案中，进一步优选的，在步骤s5中，所述的基片与直流电源电连接。

20、在上述技术方案中，进一步优选的，在步骤s5中，采用的电源的电流密度为2～4a/dm2，电镀时间为5000～6000s。

21、本申请与现有技术相比获得如下有益效果：

22、本申请的制作方法工艺简单、操作便捷，通过改变电镀液中主盐的含量与比例、添加剂的种类与含量及电镀参数，提高探针的外观和质量以及电沉积速率，改善电镀液的阴极极化和分散能力，通过该制作方法所得的mems器件能够满足mems行业相关所需性能指标，同时该制作方法满足安全生产和绿色生产的要求，生产周期短，经济效应好，解决现有技术中脉冲电镀镍钴镀层的镀速过慢的问题。

技术特征：

1.一种用于mems镍钴镀层的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤s1中，所述的种子层的材料为不活泼金属。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述的不活泼金属为铜、钛和金中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤s3中，所述的前处理包括基底粗化、活化和清洗。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述的步骤s3包括：

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤s4中，所述的光亮剂包括糖精钠、苯磺酰胺和磺基水杨酸中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤s5中，所述的电镀液盛放在电镀槽内，所述的电镀液在所述的电镀槽内按一搅拌速率被搅拌，所述的搅拌速率为100-200r/min。

8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤s5中，所述的基片与直流电源电连接。

9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤s5中，采用的电源的电流密度为2～4a/dm2，电镀时间为5000～6000s。

技术总结本申请公开一种用于MEMS镍钴镀层的制作方法，包括如下步骤：在基片表面形成种子层；在种子层的表面刻蚀出所需镀层的形貌；对带有光刻图形的基片进行前处理；将带有光刻图形的基片浸入电镀液中，每升电镀液包括：220～250g硫酸镍、55～65g氯化镍、35～40g硫酸钴、25～35g硼酸、2.6～4.0g光亮剂、0.05～0.1g2‑乙基己基硫酸钠和0.10～0.20g3,4,5‑三羟基苯甲酸钠，余量为去离子水；电源对基片和电镀液施加电压以在基片的表面按照光刻图形形成镍钴镀层；从电镀液中取出表面形成有镍钴镀层的MEMS器件，并进行清洗和烘干。本申请的制作方法工艺简单、操作便捷，提高探针的外观和质量以及电沉积速率，生产周期短，经济效应好，解决现有技术中脉冲电镀镍钴镀层的镀速过慢的问题。技术研发人员：蒋禧元,王兴刚,于海超受保护的技术使用者：强一半导体（苏州）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5