化学气相沉积的概念范文
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第1篇
【关键词】DLC RF--PECVD 等离子体 边界扰动
1 引言
随着军事技术及航空航天技术的发展，红外技术越来越受到人们的重视，在军事航天领域有着举足轻重的作用。但红外元件的工作环境往往非常恶劣，而用作红外的窗口材料如Ge，ZnS，ZnSe，GaAs，氟化镁（MgF2），蓝宝石，尖晶石等在应用中都存在一些问题，比如Ge在高温时透过率下降，ZnS耐湿性差，ZnSe虽然红外透过率高，但机械强度和耐腐蚀性差等等，当在这些材料表面镀上DLC保护膜后，这样的红外窗口既有较高的红外透过率，又有很好的综合性能抵抗恶劣的环境且制备成本低，因此是目前普遍采用的方法。
DLC膜的制备方式有很多种，主要分为物理气相沉积和化学气相沉积。目前在光学级DLC应用方面广泛采用的沉积方式是等离子体增强化学气相沉积，常用的等离子体增强化学气相沉积法有两种：直流（DC--PECVD）法和射频（RF--PECVD）法。DC--PECVD法沉积薄膜的优点易于控制极板负偏压，可以对极板负偏压进行大幅度调节，缺点是沉积绝缘薄膜时，薄膜表面积累大量电荷，这些电荷会阻碍薄膜生长，使薄膜的沉积速率降低，薄膜厚度减少。采用射频等离子体增强化学气相沉积（RF--PECVD）法，有效的解决了表面电荷积累问题，从而提高了沉积速度。
夜上海论坛 RF--PECVD分为感应圈式和平行板电容耦合式两种，感应圈式存在沉积速率低且膜层质量较差等问题，因此实际中多采用平行板电容耦合式。用这种方法制备薄膜，沉积速率高，膜层致密均匀，稳定性好，本文涉及的实验设备就属于这种类型。
用射频等离子体增强化学气相沉积（RF--PECVD）法沉积DLC膜时，会出现边缘和中部的膜厚差异，特别是波长在5微米以下时，仅凭肉眼就可以看到色环。色环的出现是由于膜层的物理厚度不同造成的，边缘的厚度大于中部。色环的出现不仅影响外观而且对高品质成像也有影响，对膜厚差异产生的原因在下面的实验中进行了探索性的研究，为制备高均匀性DLC膜提供了依据，此实验也是工艺生产中一个真实事件。
2 实验过程
2.1 实验设备
夜上海论坛 沈阳科学仪器厂生产平行板电容耦合式RF--PECVD设备，设备外观见图1，设备内部沉积电极结构见图2。该设备主要由真空沉积系统，真空抽气系统，气路系统，电气控制系统以及控制面板组成。
夜上海论坛 需要镀制的基片是直径为280mm的硅片，因为是双平片，为了防止背面被设备的极板划伤，在基片的底部装有铝质金属夹具，夹具的外径288mm，压边1mm深度1mm。镀制过程完全按照工艺文件进行，当基片镀制完成从真空室取出后，发现距基片边缘1厘米左右的环行区域内的膜层全部脱落，基片中部膜层完好的奇怪现象，在排除了工艺参数的影响后，最后确定造成这个问题的原因就是1mm深度的金属夹具。
2.2 分析过程
射频放电系统中，一般有一个电极接地，放电时在不接地的那个电极上出现负的直流偏压，这就是所谓的电极自偏压现象。从图2中可以看到上极板接地，下极板及硅基片工作在负偏压状态下。辉光放电产生等离子体，源气体（如甲烷，丁烷等）分解成各种中性粒子和带电粒子，粒子之间相互碰撞发生一系列化学反应，等离子体中的正离子在负偏压的作用向下极板聚集，在硅基片表面形成正离子鞘层，正离子在鞘层中被加速撞击硅基体表面，在分子量级上形成高温高压，这就是类金刚石膜的成因。
当硅基片加装了金属夹具后的状态见图3，从图3中可以明显的看到由于加装了金属夹具使得基片的中部区域与下极板之间形成悬浮状态，边缘则通过金属夹具与下极板接触，也就是说同一个基片的中部和边缘工作在不同的状态下。当不带电的悬浮物插入到等离子体中时，由于等离子体中的电子和正离子都在进行热运动，根据分子运动论，在单位时间内落在单位面积上的粒子数（1.17）ne、 ni分别是等离子体中的电子浓度和正离子浓度，ve、vi 是电子和正离子各自的平均热运动速度。如果正离子是单荷的，则ne=ni，所以他们的电流密度分别是（1.18）。
夜上海论坛 由于等离子体中ve比vi大，所以je>ji。于是悬浮物就出现负的净电荷。由于金属夹具使硅基片与工作在负偏压状态的下极板连接，因此硅基片处于负电压状态。等离子体具有集体准中性特性，当带负电性的导体进入等离子体后其周围会有正电荷聚集，以抑制其对等离子体准中性的破坏。因此硅基片的表面聚集有正电荷。假设正电荷形成的电位为Ug，下极板电位即放电区域最低电位为Us，在悬浮区域形成一个电位差为Ug-Us的电场，在这个电场的作用下电子由下基板向硅基片快速移动。
为了进一步说明悬浮区域对沉积的影响，将放电区域内的工作状态等效为电路见图4，图中R为硅基体上表面的离子鞘层，放电区域的大部分能量消耗在这部分，即DLC的成膜区域。R1为金属夹具与硅片之g的接触电阻及夹具自身电阻之和，R2为基片的中部悬浮区域等效电阻。由于它们工作在同一区域，因此可以等效为并联状态。图中A点为离子鞘层上部等离子体的电位（如果忽略上极板的电子鞘层，这个鞘层的电位差很小，那么A点电位近似为上极板电位）；B点为下基板的电位即放电区域的最低电位。AB之间的电位差UP约等于自偏压。
夜上海论坛 根据并联电路的特性我们知道，当两条支路的电阻阻值相差10倍以上，电流几乎全部从低阻值支路通过。
以上比值是在假设电阻率相同的情况下，实际中R2的电阻率小于R1的电阻率。这是因为随着硅基片表面的正电荷的增加，悬浮区域鞘层的厚度会增加，鞘层内粒子的运动速度变快密度变大，根据公式2可知电流会变大；悬浮区域的电子数增加又会吸引更多的正电荷，当达到一定值时悬浮区域接近导体。因此放电区域的大部分电流通过悬浮区域流通。
夜上海论坛 放电区域的电压是不变的，因为R1≥70R2根据欧姆定律可知I1≤70I2，又根据电功率的公式P=U×I ，可知P1≤70P2，P1为图3中深色区域的功率即金属夹具与硅基片接触的环形区域，P2为图3中浅色区域的面积即悬浮区域的面积，所以硅片边缘的功率远低于硅片中部的悬浮区域。
2.3 边界扰动
夜上海论坛 比功率密度过低，电场供给反应气体粒子平均能量不足以打开C-H键，或让C键合理重组时，不能成膜。过高时，粒子对膜层注入能量过大，会破坏已形成的C-H键，因而也无法成膜。所以比功率密度必须在一个合适的范围内。硅基片的下部虽然形成R1R2区域，但上部的正离子鞘层是一个整体。假设两种极端的情况：第一R2区域良好的导电性吸引着R1区域的全部正离子加入其中，则R1区域的电流为零，根据电功率的公式则P为零，比功率密度也为零，所以无法成膜。第二 功率不变，正离子的减少相当于比功率密度公式中Py趋近于零，则比功率密度接近无穷大，因此也无法形成DLC膜。R1与R2的比值越大这种影响越明显，就像是一种竞争的关系，结果愈强则愈强，愈弱则愈弱。对于同一个基片这种影响还有渐变的范围，似乎是R1逐渐过渡到R2，所以脱膜不止在1mm压边的环形区域里，而是远大于它的10mm左右的环形区域。我们将这种影响定义为边缘扰动现象，它与相邻区域的电阻比值有绝对关系，在实际中确实发现：直径小于40mm的硅平片，装金属夹具不会出现边缘掉膜现象。
2.4 验证试验
夜上海论坛 当把金属夹具去除，用相同的工艺重新镀制，边缘掉膜的现象消失。膜层良好。
为了验证这一结论，用直径为：250mm 的硅片两件，一件装夹具（SEP1），另一件不装（SEP2），用相同的工艺镀制类金刚石膜，镀制完成后做环境实验（环境实验条件： 温度50℃；相对湿度95%；时间：24小时），结果见表1。
3 结果与讨论
夜上海论坛 在辉光放电等离子体中，由于电导率不同的相邻区域，边缘出现相互扰动的现象，是普遍存在的。以验证试验的SEP2为例，SEP2的膜层出现色环，色环的出现依然是边缘扰动的结果，与下基板相比，硅片自身的电阻是不能忽略的，因此在硅片的周边与基板之间又形成了电导率不同的相邻区域，受低电阻率的下基板影响，硅片周边一定区域内的功率密度也会增高，造成与中部的沉积速率不同，边缘沉积速率大于中部。从DLC膜的成膜原理我们知道比功率密度是有一定范围的，高于或低于这个范围都无法沉积DLC膜。尽管硅片的周边和中部的功率密度不同，但由于它们都在这个范围内，因此都沉积出良好的DLC膜。
4 结语
在工艺生产的过程中S多看似怪异的现象，其实背后都有本质的原因，只要进行深入分析研究，就能找到规律，从而找到解决问题的方法，甚至会有新的发现。
参考文献：
第2篇
在《材料化学》绪论课的教学过程中，采用启发引导教学方式，以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计，通过讲解材料发展中的化学，引入材料科学与化学的区别与联系，重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题，使学生对本课程的内容有了清晰的认识，激发了学生学习本课程的信心和兴趣，并取得了满意的教学效果。
关键词:
夜上海论坛 材料化学;绪论课;教学设计
夜上海论坛 材料化学是材料科学与化学的交叉学科，伴随着材料科学的发展而诞生和成长，即是材料科学的重要部分，又是化学学科的一个分支［1］。目前，很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程，对于培养学生的材料科学基础知识，分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛，内容庞杂、概念甚多、加上课程改革，理论课时数减小，学生在学习《材料化学》课程过程中，普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书，是师生之间学习和交流的起始点，能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习，学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用，以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题［2］。如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践，就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。
夜上海论坛 1首先明确课程性质、特点及地位
夜上海论坛 教学之初，首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位，是学习后面材料专业课程的基础课程，同时明确考核方式，加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科，课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题，又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科，很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复，很多学生以为学过相关知识，就会从思想上松懈。然而，相关知识点虽然出现重复，但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中，要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题，使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例，讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系，使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程，化学是偏理论的理科课程，材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。
2材料
以材料的实际应用为引子，如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用，带领学生进入学习状态，引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质，是人类赖以生存和发展，征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史，说明人们对材料的使用，是从最早的天然材料，依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史，启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料，从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验，技艺为基础，材料靠配方筛选和性能测试，通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释，不能预示性能和指明新材料开发方向，而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明，当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中，化学一直担当着关键的角色［3］。任何新材料的获得都离不开化学，以石墨烯为例，物理学家主要关注其电子结构及输运理论，材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能，而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯，才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。
3材料与化学
夜上海论坛 材料化学是材料科学与化学学科的交叉，很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课，一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴，这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料，材料是对人类有用的物质，指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质，物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成，结构、性质及相互转变规律的科学。因此，化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上，如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展，人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体，其表面导电，体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定，而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关，研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此，材料科学的研究范畴不断拓展，并于其它学科交叉。
4材料化学
夜上海论坛 通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系，学生已经对材料化学有了一定的认识，引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材，教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的［4］。在这部分内容讲授过程中，可以让学生以教材目录为参照，讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。
4.1材料的结构
从三个层次讲解材料的结构，分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为，并可能影响到原子键合的方式，因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成，电负性决定材料内部原子之间的键合方式，从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式，根据原子排列的有序性，将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序，或对理想晶体的产生偏离，则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成杂质原子缺陷，增加本征硅的导电性，形成N型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部，晶粒之间原子排列的变化，可以改变它们之间的取向，从而影响材料的性能。一般来说，减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上，颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的，控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。
4.2材料制备
夜上海论坛 材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起，并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构，从而影响材料的性能。根据制备原理的不同，材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中，仅改变材料内部原子或分子的聚集状态，不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中，涉及化学反应，并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料，既可以采用物理法制备，也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道，便是采用简单的胶带对撕方法制备，该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力，使层与层之间分离，从而获得单层石墨，该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源，镍、铜、金等金属作为基片，采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨为原料，利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯［5］。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大，在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。
4.3材料性能
材料的性能由其结构决定，与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性，材料性能决定了其应用。广义地说，性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述，例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此，材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏，同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏，并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说，即使成分稍有变化，也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。
4.4材料应用
材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域，如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如，在电子信息领域，现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液，镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积，刻蚀过程中的反应离子刻蚀，这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域，新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发，离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域，对传感材料进行化学改性提高其传感特性，对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域，各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。
5结语
夜上海论坛 通过对“材料化学”绪论课的精心设计，使学生明确了该课程的性质和重要地位，大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲，树立了学生学好该课程的信心，为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授，使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识，取得了良好的教学效果。
参考文献
［1］禹筱元，罗颖，董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践［J］．高教论坛，2010，1(1):23－25.
［2］杨卓娟，杨晓东.关于高校课程绪论教学的思考［J］．中国大学教学，2011(12):39－41.
夜上海论坛 ［3］唐小真，杨宏秀，丁马太.材料化学导论［M］．北京:高等教育出版社，1997.
［4］曾兆华，杨建文.材料化学.2版［M］．北京:化学工业出版社，2013.
第3篇
关键词：微电子封装；TSV；金属化；键合；DRAM
引言
自1965年“摩尔定律”[1]提出以来，微电子器件的密度几乎沿着“摩尔定律”的预言发展。到了今天，芯片特征尺寸达到22nm，再想通过降低特征尺寸来提高电路密度不仅会大幅提高成本，还会降低电路的可靠性。为了提高电路密度，延续或超越“摩尔定律”，微电子制造由二维向三维发展成为必然。其方法之一就是将芯片堆叠以后进行封装，由此产生了三维电路封装技术（3D IC packaging）。三维电路封装技术中，芯片电极是通过金线键合的技术来实现电路的导通。如图1a所示，随着芯片叠层的增加，键合金线将占用大量的空间。同时由于连接的延长使得电路能耗升高、速度降低。因此，业界需要一种方法，能够使得硅芯片在堆叠的同时实现电路的导通，从而避免采用硅芯片以外的线路连接。传统半导体工艺主要是针对硅圆片表明进行加工并形成电路，而要实现硅芯片上下层之间的连接，需要一种能贯通硅芯片的加工工艺，即TSV技术（图1b）。早在1958年，半导体的发明人William Shockley，在其专利中就提到过硅通孔的制备方法[2]。而TSV（through-silicon via）工艺的概念在1990年代末才提出，香港应用技术研究院和台湾半导体制造公司于1998年申请相关美国专利[3，4]，而关于TSV技术最早的于2000年[5]。相比传统金线键合，TSV技术不仅能减少金线所占用的平面尺寸，由于减少了金线焊点使得Z轴方向达到最密连接，三维尺寸达到最小；同时TSV技术降低了连接长度，可有效降低芯片能耗，提高运行速度。
夜上海论坛 （a）金线键合技术 （b）TSV技术
TSV制造工艺分以下几个步骤，分别是：通孔制造，绝缘层、阻挡层制备，通孔金属化，芯片减薄和键合。总得来说TSV技术难度远大于传统金线键合技术。
夜上海论坛 1.1 TSV孔制造
夜上海论坛 虽然TSV称为硅通孔技术，但是在加工过程中大多数是对盲孔进行加工，只有在其后减薄阶段打磨芯片底部，露出填充金属，才使得孔成为真正的通孔。TSV工艺的第一步就是盲孔的制造（图2a）。TSV的盲孔制造有三种方法，分别是干法刻蚀、湿法刻蚀和激光钻孔。干法刻蚀是使用等离子气体轰击材料表面达到刻蚀效果的方法；而湿法刻蚀是使用化学溶剂来刻蚀材料表面。相比之下干法刻蚀具有刻蚀速率高、方向性好，可以制造大深宽比的孔、刻蚀速率可控性强等优点，但是相对成本较高，总得来说干法刻蚀是通孔制造中最常用的方法[6]。而激光打孔加工速率更高，但是由于热损伤使得通孔的精度下降，因此使用较少。
夜上海论坛 1.2 绝缘层、阻挡层制备
如图2 b所示，由于Si是半导体，通常在Si基体上沉积金属前都需要制备一层绝缘层，绝缘层为SiO2或SiNx，通过增强等离子体化学气相沉积（PECVD）方法制备。另外为了防止金属扩散进入基体，还需要在绝缘层上制备一层阻挡层。阻挡层通常由TiNx组成，通过有机金属化学气相沉积（MOCVD）制备。
1.3 通孔金属化
目前TSV金属化过程中最常用的金属是Cu。通孔金属化是TSV技术中的难点，其成本占TSV工艺成本40%以上。通常芯片制造中，金属导体层通过物理气相沉积（PVD）方法制备。相对只有几十纳米的导线，若宽度达到5～100m、深度达到50～30m的TSV通孔也用PVD方法制备，其所耗费的时间就是业界所不能允许的。因此TSV中通孔金属化通常是使用电镀的方法来进行。但是由于Si基体导电性差，不适合进行电沉积，所以金属化必须分两步完成金属化：先使用PVD方法沉积厚度为数个纳米的种子层（图2c），使得硅基板具有导电性，然后在进行电镀过程来完成金属化（图2d）。此方法与大马士革电镀相似。
与大马士革电镀不同的是由于TSV通孔通常深宽比较大，约在1：1与10：1之间。由于在电镀过程中孔口电力线比较密集，若采取传统电镀工艺，孔口将快速生长，导致孔洞闭合，使孔内难以得到金属沉积。因此TSV工艺中通常对镀液进行调整来满足工艺要求，即在镀液中添加加速剂、抑制剂和整平剂。最常用的加速剂是聚二硫二丙烷磺酸钠（SPS），SPS能在电镀中起到催化作用，提高Cu2+沉积速率[7]；最常用抑制剂为聚乙二醇（PEG），PEG的存在能较大的抑制电极的活性，从而降低沉积速率。最常用的整平剂为烟鲁绿（JGB）。由于PEG分子链较大，不容易进入通孔内部，从而容易聚集在孔口，使得孔口处金属生长得到抑制[8]。相反SPS由于分子量较小，更容易进入通孔内部，特别是聚集在通孔底部，使得通孔底部的金属生长得到加速。JGB在生产中是不可缺少的添加剂，它的存在有利于加速剂向微孔中传质[9]，同时JGB会与PEG纯在协同作用，将产生2倍于单独添加剂的抑制效果[10]。在加速剂、抑制剂和整平剂的共同作用下金属化过程自底部而上，使整个通孔都得到填充。
