硅电极/溶液界面开路电位—时间谱和原子力显微镜在化学镀Ag中的应用研究_图文

发布于:2021-05-12 21:31:58

 

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20 O 2年 第 6 o卷  第 1 期 ,12 1 9 3~12  98

化 学 学 报 
ACr   A CHI C S NI A  MI A  I C

Vo .6 1 0.2 0   o 2

N o.1 .1 2 ~1 2   1 93 98

硅 电极/ 液 界 面 开 路 电位 一时 间谱 和原 子 力 显 微 镜 在  溶 化 学 镀 Ag中 的 应 用 研 究 
佟  浩  王春 明  

( 兰州大学化学化 工学 院 兰州 70 0 ) 300  摘要 用开路 电位 一时间谱技术 , 表征 了在 硅 (0 ) 10 表面化学镀银 的硅 电极/ 溶液界 面吸附态 . 得结 果 与原子 力显  所

微镜在 纳米尺寸上 的面结 构信息分析 结果作 了对 比. 时也将该 结果 与循 环伏 安法 ( v 结果 作 了 比较 . 明 当硅  同 c) 证
电极表 面具 有单层 吸附 A  离子 、 g 表面单层 吸附 A  离子发 生沉积反应 、 g g A  离子 发生本 体沉积 时 的开路 电位 一时  间 曲线有完 全不 同的特征 .   关键词 开路 电位 一时间谱技术 , 原子力显 微镜 , (0 ) 化学镀 , 硅 10 , 银 

Ap l a in S u y o   e   r u tP t n ilTi   c n lg   n   p i t   t d   fOp n Cic i o e t - me Te h o o y a d c o   a

Atmi F reMir so yo   i10 / ouin Itra ei  o c o c  cocp  nS (0 ) S lt  nefc    o n
Ag Elcr ls  p sto     e to es De o ii n

T ONG,Ha   o

WA NG,C u Mig。 h n- n  

( eotetfCe ir ,1nhuU vr ,I l o 3 00  D pr n o hmsy . zo  m e @ x z u700 ) m   t a s uh

A src T e a srt n s t o h  i10 / lt n it f e w s ivsgt   y ui   pn cr i btat h  dopi  t e fte S(0 ) s ui  ne a   a net a d b  s g oe  i ut   o a  o o rc   i e n c  
p tni -i  e h ooy ( p t n te s d   feet es d p s in o i e .T e o tie  eut w r  oe t lt tc n lg o -)i    t y o  lcml   e o io   fsl r h   ban rs l   ee a me h u s t v d s

cm a dwt tesr c  o hlg no ai   t a o e rs ef m ao i f em c soy ( F . o pr   i    uf em r o y if m tn a n nm t  i  r   t c o   r cp A M) e hh a p o r o   e z o m   r i o c  
C ci v l mmer C y l   ot c a t y( V)Wa  s  sd frtec mp r n.I W   u d ta  e O - c re h w  b iu  s ao u e       o ai l o h o s t a f n   tt   p t uv so e o vo s  s o h h   s d
d f r n e f rte dfee titra e s t u h a  e mo o a e   d o to   fAg in ,t e ee to e r a t n i e e c       i r n n efc   t e s c   t   n ly ra s r i n o    o s h   lcr d   e c i   f o h a s h p o o   e mo oa e   e o i     in   n   e b l  e o iin o     in   ft   n l y rd p st Ag o s a d t   uk d p sto   fAg o s. h d e h

Kew rs o nc u   t t -m   h o g ,a mcf em co oy icn 10 a r l t l s y od  p  i ip e i t et n l e c o na i e r t l c o y ti   r   rs p ,s i ( 0 )w f ,e r e   o o c i c lo e c s e o
d p st n o iv r e o ii   fsle   o

在 单 晶硅 片 表 面 构 建 亚 微 米 级 金 属 薄 膜 , 制  是 造 大规 模 及超 大规 模 集成 电路板 的基 础 工 作 . 例如 ,   计算 机 微 处理 器 的基 础性 材 料就 是 亚微 米 厚度 的铝 

因为这样就可使芯片上连接晶体管之 间的微 电缆变  得 更 细 而并 不导 致 电 阻 的增 大 .   由于半导体硅 的导 电性较差 , 在其表 面沉积金 
属 常 用 的 方 法 是 化 学 镀 (l tl sdpsi ) e r e   eoio 技  c s e o tn

膜或铜膜硅片 . 随着计算机理论和材料科学的发展 ,   计算机微处理器在享有更快的运算速度同时兼有更  小的 C U体积一直是计算机芯片追求的 目标 . P 目前 
的改 进方 向主要 是 是用 导 电性 更好 的银 膜硅 片 代替  目前广 泛 用 于 C U制 造 上 的铝 膜 或 铜 膜 硅 片[2, P  ] ’ 

术 _ 化学镀无须 电源 , 3. 3 | 只需将预表面处理 的硅片浸  入化学镀溶液或将溶液喷淋 于硅片上 , 膜便能形  舷
成. 操作 简 便 , 本 较 低 . 也 是 目前 国 际 同 行 在 电  成 这

阻较高的半导体硅片表面沉积金属铜被证明行之有 

E-  ̄i :wa g m @ lu e u. n nal nc z .d c  

Reevd A rl 3,2 0 c ie   p i2   0 2;rvsdJl  ,2 0 e ie uy3 0 2;acpe   g s 5,2 O   ce t Au ut d   O2

国家 自然科学基金 ( o 20 3 1) N . 070 7 资助项 目.  

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12   94

化 学 学 报 

V 1 0 2 o  o.6 . 0 2

效 的首选 方 法 .  

洗 后立 即放人 真 空 干燥 器 中备 用 .  

用 化 学镀 的方 法在 硅 片上 制备 原 子级 * 滑 的金  属 银膜 , 必须 要事 先 制备 有 催化 作 用 、 使银 化 学镀 于  硅 表 面 的晶 籽元 素 或 晶籽层 一 . 1 以往对 晶 籽元 素 ( 1 最  常 见 的报 道是 用 P d元素 ) 晶 籽层 的 制备 和 表征 是  或
经 验性 的_ . 4 特别 是 对 于化学 镀 过 程 中硅 片/ 液 界    溶

面 的初 始状 态 和 变 化 情 况 , 少 简便 易行 的 电 化 学  缺
表征方 法 . 本文 从 硅 片被 化 学 刻 蚀 所 形 成 的 双 氢 表 

面结 构 开 始 , 讨 了用 P 探 d作 为 晶 籽 元 素 的 形 成 机 
理 ; 开路 电位 一时 间 谱 技 术 , 征 了在 硅 (0 ) 用 表 10 表  面化 学镀 银 过 程 中的 界 面状 态 . 得 结 果 与原 子 力  所 显微 镜 在 纳米 尺 寸上 的 面结构 信 息结 果 和循 环伏 安 

法结 果 作 了对 比 . 出 了理 论 与实 践 相一 致 的结 果 . 得  

1 实 验 部 分 
1 1 仪 器  .
图 1 电解 池 结 构 示 意 图 
l 一底 座 ;2 螺 帽;3 螺丝 杆 ;4 一 一 _工 作 电 极 引线 ;5 硅 片 ; 一   6 一橡 胶圈 ; 一辅助 电极 ; 一 甘汞 电极 ;9 7 8 一参 比电极外套 
F g r     T e c l fr ee t d p st n a d e cr c e c l iu e 1 h   e   o   le o e o i o   n   l t h mia  l r i e o
rs a c   ee rh
1 p d sa ;2 n t 一 b l;}一 te c n e tro   o k n   lcr d ; - e e tl 一 u ;3 0l }   o n c e  fw r ig ee to e  l
5 s c n wae ; 6 一兀 b e  cr l ; 7 a   U Ⅳ 一 m o  fr _ 上 b r ice  一 L a r f rn e ee t d ee e c   lc r e;9 ' usd   r g   o - -o ti e b i e d ee to e 8   lcr d ; E

C I6 H一 0电化学 工 作站 ( 国) 电解池 用 聚 四氟  6 美 , 乙烯 材料 加 工而成 , 体积 4  L 工 作 电极 为 自制 硅  0m , 片 (0 ) 嵌 于 电解 池底 部小 圆孔 中 , 10 镶 电极 面 积 用 固  定 硅 片 的 0 型 橡 胶 圈 定 型 为 圆 盘 状 , 极 面 积 为  电
0. 7 6   m2 0 09c


参 比 电极 为 双 盐 桥 饱 和 甘 汞 电极 ( 外 

盐 桥 内充饱 和 K O 溶 液 ) P 丝 为辅 助 电极 , 套  N  ,t 全

电解 池 结构 请 见 图 1 4一P M T型 原 子 力 显 微  .P7SM— D
镜 ( 罗斯 ) . 俄 等  
1 2 试 剂  . 1 4 开 路 电位 一时间谱 测 量  .

以表 面 处 理 后 的 硅 片 , 橡 胶 密 封 圈 镶 嵌 于 电  用

0 10  o L A N  保 存 液 : 取 427    .00 m l   g O / 称 .40 g
A N  上 海 试剂 厂 ) 用 水 溶 解 后 转 至 20 m gO( , 5  L棕 色 

解池 底 部小 圆孔 中 , 好三 电极 系统 , 滴加 一 滴水  接 先 润湿 确信 无 气 泡后 , 加入 经 N 气 除氧 后 的待 测 定溶  2 液立 即进 行 开路 电位 一 间谱 测 量 . 时  
15 A M 镜像 分 析  .  F 对 于化 学镀 银后 的硅 片 , 用滤 纸 吸 干水 分后 , 立  即进行 A M镜 像 分析 . F   1 6 化 学镀 银 操作  . 经 处理 后 的硅 片 首 先 被 放 人 室 温 下 的 117X .2   
1 ~ m lLP C2 .5 m lL I 0 o   d 1 +0 4   o  I / / - F+8 7m lL醋 酸  . o   /

容量 瓶 中 , 水 定 容 ; .  o L N-O 溶 液 : 用 20 m l   I H / h 将 
3.m 5 8 L浓 N-0 ( 1 , 海 试 剂 厂 ) 液 用 水 稀    I H 6% 上 I 4 溶

释至 20m 5  L容 量瓶 中 , 用水 定 容 . C(6 , 海 试  H 13 % 上
剂 厂 ) H 0 ( 1 , 海 试 剂 厂 ) N 4 (0 , ; 22 3% 上 ; H F 4 % 上 

海 试剂 厂 ) H 4 % , 海 试 剂 厂 ) 所 有 试 剂 均 为  ; F(0 上 .

分 析纯 . 为 去离 子水 再蒸 馏 后 使用 . 纯 N 除 氧 . 水 高 2   硅 片 (一 , 向 10 厚 度 为 (5 p型 取 0, 60±2 )/n 电阻 率  5 a, 1 5Q?m, 京 有研 硅谷 半 导体 材料 公 司生 产 ) 5~2  c 北 .  
1 3 硅 片 的 表面 处 理  .

( AC +0 0 6m lLH 1 液 中 2m n以获 得 P H ) .3   o   C 溶 /  i d活  化 的表 面 . 后 再 放人 室 温 下 的 0 0 5m lLA N   然 .0  o   g O /
+ 2. 4 mo/L  2  l NH3 + 0. 6 5  mo/L l  HAC + 0. mo/ 1 l L 

将 硅 片切成 1 mx1c     m尺 寸 , 超 声 波 清 洗 器  c   在 中 清 洗 1  i, 后 放 人 8 ℃、 积 比 为 H0 : 0 mn 然 0 体 2 2 
N 4 H: 2 H O H 0=2 :0:0 0 2 10的溶 液 中浸 泡 5m n 取 出    i,

N 2H H N 2的化学 镀溶 液 中 2  . 0s   17 循 环 伏安 法  .

水 洗后 另 放人 8 0℃ 、 体积 比为 H0 : C : 2 22H 1H 0=2 : 0 
2 :2 0 10的溶 液 中浸 泡 5m n 再 水 洗 以 除去 表 面污染    i, 物 . 后在 室温 下 于体积 比为 H N 4 最 F: H F=2 20 0: 0 

以表 面处 理 后 的硅 片 , 橡 胶 密 封 圈镶 嵌 于 电  用
解 池底 部 小 圆孔 中 , 接好 三 电极 系统 , 然后 加 入待 测  定 溶液 , 开启 N 气 除 氧 5~1  n 然 后 在溶 液 静 止  2 0mi,

的溶 液 中浸泡 2mn  i以除去 表 面 硅 氧化 物 ( 蚀 )水  刻 .

条 件下 作 C V扫描 .  

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浩等 : 电极/ 硅 溶液界 面开路 电位 一时间谱和原子 力显微镜在 化学镀 A g中的应 用研究 

1 2  95

2 结 果 与 讨 论 
2 1 无 沉 积 反 应 时硅 片 / 液 界 面 态 的 ort曲线  . 溶 , .
和 A M 镜 像  F

nm  

20 0 

对 于 晶 向为 10的硅 片 , 过本 实 验含 有 H   0 经 F+ N4 H F的溶 液 表面 化 学刻 蚀 处理 后 , 表 面具 有 双 氢  其 结尾 的结 构 , 表 示 为 一 sH l6. 双 氢结 尾 的结  可 i, . 此 _  5J 构并 不是 针 对所 有 的 表 面 硅 原 子 , 于在 半 导 体 硅  由
O   1O O  

生产 过 程 中 的金 属 离 子 掺 杂 和 难 以 避 免 的 晶 格 缺 
陷 , 分 表 面硅 原 子 具 有 相 当 于共 价 键 断 裂 时形 成  部

的单 电 子悬 挂键  .i10 表 面具 有 负 电荷 性 质 , 7 S(0 )  J   当其 处 于 p H大 于 1 0的碱 性 化 学 镀 银 的溶 液 中时 ,   这 样 的 表面 在硅 片/ 液界 面 最初 构 成 的瞬 间 , 溶 界面  电位 总 的应具 有 负 值 . 着 硅 片 在 溶 液 中浸 泡 时 间  随
的延 长 , 有 负 电荷 性 质 的硅 表 面 吸 引溶 液 中 的正  具
离 子如 A ( H ) 电位 应 随 时 间 向正 电位 区发 展 . g N 3 ,  

当硅 片/ 液 界面 最 终构 成稳 定 的双层 以后 , 溶 电位 应  随 时 间达 到相 对 稳 定 的值 . 2为 证 实 这种 分 析 而  图
图 3 硅表面 的 A M镜像  F
硅片经刻蚀但 没有 进 行 P d活 化 处理 , 005 r  ̄LA 在 .0 n     o +  
2. 4 ro L N 2  n  ̄   H3+0. 6 ro L H 5  n  ̄ AC+0.  n  ̄L NH2 1 ro   NH2 ( H  0— p 1  

作 的开路 电 位 时 间谱 曲线 . 图 可 见 , 着 时 间增  由 随
加, 电位 正 向增 加 , g N 3 的增 加 在 5   内具  A (H )   0s以 有 单调 上 升 的趋 势 . 时 没有 催化 的表 面 , 有 完整  此 虽

1 .)溶 液 中 浸 泡 2   O5 0s
Hg r     A M ma e   f I   i c n s r c   u e3 F i g so   l s o   uf e te h a
T e h  wae   s fr wa  Eth c ̄ bt u wi 叫 t n eg ig h  p o u re f P   I h  u d r 0n  I e r c  o   d

的化 学 镀溶 液 条件 , 学镀 银 的反 应 不 能发 生 . 化  

 ̄ t a in.B  r   FM  n l ss h   a e  a  mmes d i  e ̄l t n i to v e eA a ay i.I e w f rw s i re  n I h ui   o

o 0 0 5r UL A N0 f .0   o   g 3+2 2   o   H3 n .4 r  ̄L N +0 5   o   AC+0 1 n .6 r  ̄L H n .   m UL N N 2( H 1 o  Mz H p  0—1 . ) o 2   O 5 fr 0  

2 2 沉积 反应 发 生 时硅 片/ 液 界 面 态 的 A M 镜  . 溶 F 像和 or t , 曲线  .

图 4为先 经 过 化 学 刻 蚀 再 进 行 P d活 化 表 面 的 

AM镜像 . F 明显 显 示 了 P d沉 积 于 硅 表 面 后 的颗 粒  状 结 构 . 明 当在 强 酸性 的 PC2 液 中 进 行 表 面  证 d 1溶
Imes i / 

活 化处 理 时 , 可有 如 下 的反 应 
SH +p 2 i2 d == SP +2   id H () 1 

图 2 在 0 0 5 m LLA N 3 .4 m L LN 3 .6 m L  .0   0/   g o +2 2   0/   H +O 5   0/


LH c+0 1m LLN 2 H ( H 1 A . 0/  H N 2 p  O~1 ., 学 镀银 溶    O5化 液) 中的开路 电位 一时间曲线 ( 硅片未经 P 活化程序 ) d  
ngl I   2   Op  cr mt o e f ̄-i e u v  i  ̄ lfo  o   en ic  p tn i t  c re n m u n f i

从 而 出现钯 的沉积 颗 粒 .  

O.0   0 /   g 3 0 5 m L L A No +2. 4 m0 /   H3+0. 6 m0/   2   LL N 5   L L HAC+  

图 5为 经化 学 刻蚀 、d活 化 并 经 化 学 镀 银后 硅  P 表面 的 A M 镜 像 . 然 A M 目前 还 无 法 辨 别 性 质  F 虽 F
不 同 的原 子 , 通过 比较 图 4与 图 5可 知 , 4中非  但 图

0 1m LLN 2 H ( H 1 . 0/  H N 2 p  0~1. )(t e i t0I d   05 e hdS I u P 2 c   l   
a f ae  ufc ) c v t srae  i d

常 明显 的 间隙经 化学 镀 银 处 理后 ( 5 已变 得 非 常  图 )
将 做完 上述 图 2的硅 片从 电解 池 卸 下 , 即进  立 行 A M 分 析 , 图 3 由 图 可 见 ,l F 得 . n n级 * 滑 的 硅 

致 密 . 无疑 问 , 是 由 于在 P 面 发 生 了银 的沉  毫 这 d表 积 . 由是 P 化 的硅 表 面大 大地 降低 了化 学镀 银  理 d活

(0 ) 10 面结 构 清 晰 可 见 , 没有 发 生 金 属 沉 积 的 现 象 .  
这 与 由图 2所 得 出 的结 论 完 全一 致 .  

的活化能 , 使银顺利地在其表面沉积 .  

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化 学 学 报 

V 16 . 02 o. 0 2 0 

m ∞   
一   -   .   -   .  

如  
一   .   .  

m ∞ . 一    

- - -      

如 -   一    

- -    

_  

O  一   m∞   一 .  
-  

—■■_ ■ ■_  
m ∞    
一  

一   路 电位 一时 间曲线  蕊  ■■■_ g e 6 Op n cru tp tni - me C I e fr ec d     t  ■ ■    e   ic i  oe t t   H V  o  the Siwi n ur   l a i h 一  

∞  

巍 —●■■■■  图 6 在 P 活化 的 硅表 面分 步进 行 化学 镀 银操 作 的 开  d
0  

。  避

p 2 a tv t  uf e d  c ae s ra i d c

. 

O 0 5m lL A N h+2 2   o/   H +0 5   o/   AC f r10 .0   o/   g C .4m lL N 3 . 6m l L H .A t  2   e
s 0 1mo/   H2   .   l L N N  wa   d e . s a d d 

图 4 经刻蚀并经 P 活化后 的硅表面 的 A M镜像  d F
n g e4  AFM i g s f t  slc n u fc  atr h mia  ur   ma e  o he iio  s ra e fe  c e c l

银操 作 的开路 电位 一时 间 曲线 . 硅 片接 触 溶 液 开  从 始计 时 , 路 电位 值 在 10S 间 保 持 了相 对 稳 定 . 开 2  之   当硅 片 处 于本 实验 的 化 学 镀 溶 液 中 时 , 在 如 下 络  存 合 物反 应* 衡 :  
A ( H ) =A   +2 H  g N 3  g N3
() 2  () 3  () 4 

ec i g a d P   c v t n p o e u e thn   n   d a t ai   rc d r  i o

K=[ gN 3 ] l g [ H ] A ( H ) / A  ]N 3   [g   A (H ) /   H] A  ] gN 3 ]KE 3 N  

已知 舷 ( H ) 络 离 子 的 稳 定 常 数 K=17× N 3  .  
1 00 0  

1  Ol  



当 N 3 度 大 大过 量 于 A ( H ) 络 离 子 浓  H浓 gN 3 

度 时 ,   度 是较 小 的 . 化学 镀 溶 液 中相 关 组 分  舷 浓 将 的浓 度代 入 E .( ) q 4 式后 , 计 算 得 [ g 为 73× 可 A  ] .  
1  m lL 加 之 当 p O o . / H=1 0时较 高浓 度 [ H一 条件  O ]

下 [ H一 与 [  ] 副反 应 ,  浓 度 就 更 小 了 . O ] 鲰 的 鲰 所  以在 10S 内 , 表 面集 中了少 量 的 舷  和大 量 的  2  以 硅
O H一, 电位 随 时 间 的变化 基本 处 于稳 定 状 态 . 6与  图 图 2的 起 点 电位 不 一 样 是 由 于 图 2硅 片未 经 P d活  化处 理 而 图 6硅 片 经过 P d活化 处 理程 序 .   当在 10S 入 N 2 H 时 , 下 化学 镀 银 的反  2  加 HN 2 如
图 5 经 化 学 刻 蚀 、 d活 化 并 经 化 学 镀 银 后 硅 表 面 的  P

A M镜像  F
n g r     AFM i g s o   e slc n uf c  at r c e c l u e5 ma e   f t   iio  s ra e fe   h m a  h i

应 发生 :   4g A  +N H = A 4  +N   2 4 4 g+ H 2 () 5 

ec n , P  a t a o  a d lcrl s d p st n f i e   th g i d ci t n n  ee t e s e o io  o  s v r vi o i l
poe ue rc r  d

由于 硅 表 面 A  浓 度 突 然变 小 , 致 电位 在 2  g 导 0 图 6为在 P d活化后 的硅 表 面分 步进 行化 学镀  s 由 一0 1  降 到 一O27V ( 处 电位 值 均 为  内 .2V下 .   此

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浩等 : 电极/ 硅 溶液界 面开路 电位 一时间谱 和原 子力显微镜在 化学镀 A g中的应用研究 

1 2  97

三次 测定 的*均 结 果 , 单 次 测 定 的 图 6有 微 小 差  与

这里 , 代 表 表— 厂 面覆 盖 度 ( o c 2 , m l m ) 凡为沉 积 反 应  /   的 电子转 移数 () F为 法 拉 第 常 数 (68 ) S为 硅  1, 947 ,
3  

异 )显 然 , 积 反 应 受 到 了 a ( H ) 由溶 液 本 体  . 沉 g N 3 
向 电极 表 面 扩散 和 A ( H ) 离 解 * 衡 ( gN 3   2式 ) 的影 
响.  

0  

电极 面积 ( .79 m ) 由 1 算 得 厂 为 6 1   0006e   . 2式 .× 1 /c 2此 表 面浓 度 完 全 在 单 层 覆 盖 值  以 内 , 0 m. 9    
再 次证 明 在 一0 1  到 一0 2  = 2V =   .=     .7 V的 沉 积 属 于 单 层  吸附 的 A  ( A ( H ) 络 离 子离 解 产 生 ) g 由 gN 3   的欠 电 
一  

由 N ms方 程 可 知 : e t  
E 1 k + 0. 5 g 口 = 0 91  

() 6 
() 7  () 8 

位 沉积 .  





2  

一  
、  

、 

E =k+0 0 9g口 1 2 .5 1 ( 一X)  

/ 
口 

△ E=E 一E1 .51[ ( 一X)a  2 =009g 口 1 /]

这里 , 代 表 化 学 镀 之 前 的 开 路 电位 ( .2 E1 一0 1  V ,2 )E 代表 化 学 镀 之 后 的开 路 电 位 ( .7V)   一02  ,a 代 表硅 表 面 A   子 的 活 度 , 为 A 离 子 的 活度  g离   g 经沉 积 反 应 以后 下 降 的 百 分 数 . 3次 以 上 测 定 , 经  
△ 均在 一0 1    .3V左 右 . : 则 

E/ (s S ) V v . CE 

() 9 
1 0—22: 1一 X : 6 3× 1 _ 0—3  


图 7 g N ) 络离 子的循环伏 安图   A (    
0 0 rlLA N 3 .  o LN 4 H.扫速 :0mV s .1r /  g O +0 6m l   H O  ̄ / 5  / 

(0  1)

g le7 C ci  otmmo r m o  th d wae  l    yl v l r c a ga frec e   fr

I  e o tn f .1m lLA N 3 .  o LNH O Sa  t nt   l i s 00  o  g o +0 6m l   4 H. cnr e h suo o / / a 
5  l /s 0IV   l

X = 9 4%   9.

( 1  1)

证 明几乎 所 有 的表 面 衄  离 子在 一02  .7V之前 都 被 
N ' H 还原 而 发生 沉 积 . 之 后 的 10~10S 围  HN 2 在 2 7  范 内 , 银单 层 表 面经 历 了性 质 不 同离 子 的 吸 附 重组  具

3 结 论 
开路 电 位 一时 间 曲 线 可 以 清 楚 地 解 释 在 硅 
(0 ) 面化 学 镀 银 的硅 电 极/ 液 界 面 状 态 . 10 表 溶 当硅  片 表面所 吸 附 的 A g+离 子 浓 度 被 所 加 入 的还 原 剂 

过程 . 电位 虽 有 上 升 但 并 不 明 显 .7  后 电位 随 时  10S 间的下 降 呈单 调 下 降 趋 势 , 明 表 面正 电 荷进 一 步  证 变 小 , 代表 舷 的本体 沉 积连 续 过程 . 应 同时 由于 下  降曲线 斜率 变 小 , 明 本 体 沉 积 速 率 较 小 . 6   证 图 0~ 10S 2  的曲线 同时 证 明 , 本 实 验 的碱 性 条 件 下 , 在 虽  有 P d活化 的硅 表 面 , 的化 学镀 也 只有 在还 原剂 存  银
在下 , 反应 才 能发 生 .   23 C .  v法 结果 与 opt . 曲线 的 比较  图 7为硅 电极 在 0 0  o LA N 3 .  o L .1m l   g 0 +0 6m l   / / NtO I H中 的循 环 伏安 图 . 4 该循 环伏 安 图在 还 原 支 上 

还原 而减 小 时 , 造成 开 路 电位 的相 应 降低 . 得结 果  所
与原 子力 显 微镜 、 环伏 安 法结 果 相一 致 . 循  
Re e e c s fr n e  

1  

Ih r , A. Z u L. Hi e b r G. Gld i h A. n eg ; h , ; r h eg, s ; a kk ,  

C y r, N. S ah m— ima d Y. Gla i E. J miou ; h ca Da n , ; i d, e  
Eet ce / r h m. S c o 1 1 8.C 8 . co o .2 o . 4 7 4 

2 Mans   ri,V. T.K. eon,J M. D.G. vnmi, I ;Jre . ;Z oi r   K. et . i e,J ;G r,F ;Pe r .L. t ;Mac f ,R.Z. 2 i ;Fnl e,V.D   D.J Eetoh m .S c o 1.1 8.C 8  . / rce c o .2 o 4 2. 3 K o ei, T. N. T b tde T. J ; Z d eiz , T. I   hpr a ; a aa z , . e g nde  
Elcrc i   t 1 9   eto hm Aca  9 7. .3 9. 04  

出现 了双 峰 , 分 别 代 表 欠 电位 沉 积 ( P 和 本 体  应 U D) 沉 积 ( D 过 程 . 与 对 图 6分 析 所 得 结 果 一 致 . B) 这 另 
外根据 图 7测 得 的 电 量 ( h 为 一4 2×1 -  库  Q) . 0 4C(

仑 )由法 拉第 电解 定 律 : ,  
F=Q / F   h nS ( 2  1)

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12  98

化 学 学 报 

V 1 6 .2o  o. 0 O2

Hia h , G. S. C a a , Y. J ; T u k 。 G. W .  gs i ; hb l . rc s ;
R g a a h r ,K.A p . P y .1 t.1 9 a h v c ai p 1 h s et 9 0,5 6,6 6. 5  
6   Hiah ,G.S ;B c e ,R.S ;C a a ,Y.J ;B c e, gsi . ehr . hbl . ek r  
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Ac d mi  rs ,Ic. 9 9 p.2 a e c P e s n ,1 8 ,p 3— 1 1   7.
9  

Yi , J . ; S e   B.W . Fu d m na   I r a i   n   .Z.  h n, .   n a e t / n g nc o

C e ir , V 1 2 Pol ’   d ctn r s Bin , hmsy t o. , epe s E ua o Pe , e i   i s jg
18 9 0,P.5 2(n C n s )  2 i  h ee . i

A p .P s e .19   5   15   p 1 h .L t 9 1 8 6 6. t

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S/ c ad Tcnl y o  c ne n   e oo   e   h g f

( 尹敬 执 ,申泮文 , 础 无机 化 学,第 二 卷 ,人 民教 育  基
出 版 社 , 京 , 90 P 52 ) 北 18 , . 2 .  
1 0  W a g n ,C.M . a ,Y.J ;D - ;B o -. u,Y.L. C i . J A a . 一 hn . n1 

Si n i o Ma rl , Z eag n esy rs, H nzo , l c ti s hj n U i rt ea i v i Pes aghu  
20 O O,P P.2—5 7(nC iee . 4 i  hn s ) 

( 阙端麟 ,陈修沾 , 材料 科 学与技 术 ,浙 江大 学 出版  硅
社 ,杭 州 , O O P 2 57 ) 2O ,P .   4 .  
8  

Ce h m.2 0 ,2 0 1 9,1 (n C n s )  4 5 i  h ee . i

( 王春 明 , 包永 军 , 永令 ,分析化 学 , 01 2 .1 .  杜 20 . ' 5 ) J 4

Fu o  S. S mio d co   Si o   Crsa   T c olg . mi,   e c n u tr l n c i y tl ehn o y  

( 00 23 Z A X. . O G,L .  A 24 3  H O, J ;D N .J)


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