一种在硅表面化学镀铂的方法
目前半导体技术的应用领域越来越广，当今科技对半导体器件的要求也越来越 高，由此在硅表面敷镀纳米级的金属薄膜技术已日渐受到众多科研工作者的关注，特别是 在以硅为载体的微小型电化学反应装置方面，对硅基材料金属化的迫切应用也越发凸显。 目前硅芯片大小的燃料电池也日益受到各方面的关注，其工艺通常是在经过深度离子刻蚀 的大比表面积硅上镀敷钼系为主的催化剂颗粒，再通过耐热玻璃制出燃料流通槽，以及覆 盖聚合物薄膜，大量实验结果证明，利用MEMS系统所制备的多孔电极可使燃料电池溶液在 孔道中快速流动，提高其电化学反应的效率，从而减小微反应器的体积。如何能够实现价格 低廉、工艺简单、催化效果好、钼催化剂颗粒与硅基地粘附性强的技术，在硅表面敷镀钼薄 膜的研究就显得很有意义。化学镀始于1946年，由宾尼和罗拉尔首先发明了化学镀镍磷合金，此后该技术获 得了长足的发展，衍生为多金属多种类的敷镀工艺，并广泛应用于计算机、航空航天、军事 等领域。其原理是无外接电源的情况下，由溶液中的还原性物质来提供金属离子沉积所需 要的电子。与电镀法相比具有以下的优点：1.镀层均勻，无边缘效应，适合腔体件、深孔件、 盲孔件；2.结合力、外观、致密度优于电镀；3.工艺简单、成本低廉，对镀件的形状和大小没有限制；4.尤其适合半导体材料的表面金属化，可进行多种金属的施镀。
为了解决硅表面置换化学镀导致钼的颗粒分散问题，以及钼颗粒与硅基的粘附强 力的问题，本文提出一种操作简单，价格低廉，电化学性能优越的新置换化学镀钼层方法。具体技术方案如下：
(1)、先对硅表面进行清洗处理；
(2)、然后在氟化氢溶液中进行刻蚀处理；
(3)、将经过刻蚀后的硅片置于HF与H2PtCl6以及HAuCl4的混合溶液中浸泡15分 钟，浓度分别是，HF 为 1 〜10M, H2PtCl6 为 3. 8 X 1(Γ4 〜3. 8 X 1(T5M，HAuCl4 为 4. O X ICT5M 〜 4. OX IO-7M,镀液温度为 20-500C ；
(4)、之后用水清洗，即可得到纳米级钼薄膜。
本方案的创新之处在于首次提出在含有氢氟酸与氯钼酸的溶液中加入少量氯金酸作为诱发溶液，从而在硅表面生成致密的钼纳米薄膜，由于AuCl4_+3e —Au+4C1_，E0 = +1. 00V，PtCl62_+4e — Pt+6C1_，E0 = +0. 73V，金的标准还原电位明显高于钼的还原电位，因此金在硅表面更容易发生沉积生成致密的颗粒。由于所加入的金离子的浓度很低，所形成的金粒子仅在硅表面形成致密晶籽层，此后的钼可在所形成的晶籽层表面发生沉积，由此可提高钼镀膜的致密度，并不影响钼薄膜的成份。同时由于硅可与金形成AuxSi化合物，其作用力也大大增强，由此可增强所形成的钼与硅的相互作用力，延长钼的硅上的使用寿命。
本方案有如下优点：1.操作简单，稳定性好，价格低廉；2.成膜速率高，薄膜致密度好，与基底粘附性好，可通过长时间对甲醇的电化学氧化性能测试；3.由于金的浓度含量微小，钼薄膜的纯度非常高；