[发明专利]单晶铜、其制备方法及包含其的基板

权利要求书

1.一种单晶铜，该单晶铜具有[100]方向，且体积介于0.1μm³～4.0×10⁶μm³之间。

2.如权利要求1所述的单晶铜，其特征在于，其体积介于20μm³～1.0×10⁶μm³。

3.如权利要求1所述的单晶铜，其特征在于，该单晶铜的厚度介于0.1μm～50μm。

4.如权利要求1所述的单晶铜，其特征在于，其应用于凸块金属垫层、半导体芯片的内连线(interconnect)、金属导线或基板线路。

5.一种制备单晶铜的方法，其步骤依序包括：

A、提供一电镀装置，该装置包括一阳极、一阴极、一电镀液以及一电力供应源，该电力供应源分别与该阳极及该阴极连接，且该阳极及该阴极浸泡于该电镀液中，该电镀液包括：一铜的盐化物、一酸以及一氯离子来源；

B、使用该电力供应源提供电力进行电镀，并于该阴极的一表面生长一纳米双晶铜柱，该纳米双晶铜柱包含多个纳米双晶铜晶粒；以及

C、将形成有该纳米双晶铜柱的该阴极于350℃～600℃下进行0.5小时～3小时的一退火处理，以获得一单晶铜，

其特征在于：该单晶铜具有[100]方向，且体积介于0.1μm³～4.0×10⁶μm³之间。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤A中，该阴极包括一晶种层，其中该晶种层是一铜层，且厚度为0.1μm～0.3μm，该晶种层由一物理气相沉积法形成。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤B中，该纳米双晶铜金属柱形成于该晶种层上。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤B中，该纳米双晶铜金属柱的生长速率介于1nm／cycle～3nm／cycle。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤B中，该纳米双晶铜金属柱的厚度5μm～15μm。

10.如权利要求5所述的方法，其中步骤B的该电力供应源是一高速脉冲电镀供应源，且其操作条件为：T_on／T_off(sec)=0.1／2～0.1／0.5，电流密度为0.01A/cm²～0.2A/cm²。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该单晶铜的体积介于20μm³～1.0×10⁶μm³之间。

12.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该单晶铜的厚度介于0.1μm～50μm。

13.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A的该电镀液还包括一明胶、一接口活性剂、一晶格修饰剂或其混合物。

14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A的该铜的盐化物硫酸铜。

15.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A的该酸为硫酸、甲基磺酸、或其混合。

16.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A的该酸的浓度为80g/L～120g/L。

17.如权利要求5所述的方法，在步骤A中，该基板选自由硅基板、玻璃基板、石英基板、金属基板、塑料基板、印刷电路板、III-IV族材料基板及其混合所组成的集合。

18.一种具有单晶铜的基板，包括：

一基板；以及

一如权利要求1至4中任一项所述的单晶铜，且该单晶铜晶粒配置于该基板上。

19.如权利要求18所述的具有单晶铜的基板，其特征在于：该基板选自由硅基板、玻璃基板、石英基板、金属基板、塑料基板、印刷电路板、III-IV族材料基板及其混合所组成的集合。