化学镀镍,其本质是在基材表面的自催化作用下,镀液中的Ni2+获得还原剂提供的电子,沉积到基材上的一种氧化还原反应。碱性化学镀镍,可以实现低温下操作,并获得低磷含量的镀层。硅,作为太阳能电池、微电子器件和集成电路的主要材料,在其进行表面改性时,多经过氢氟酸和硝酸的预处理,操作环境受到很大影响。本文的研究是,中低温下,经过不含氟化物溶液的简单预处理,通过碱性化学镀镍工艺,半导体硅表面获得导电性和结合力良好的Ni-P合金镀层。选择适合碱性化学镀的络合体系。对于络合剂的选择,本文先后试验了柠檬酸、焦磷酸钠、辅助络合剂、硼砂等试剂。或单独使用,例如,单独使用柠檬酸作为络合剂,研究其最小用量；或进行组合使用,例如,柠檬酸+辅助络合剂、柠檬酸+硼砂、柠檬酸+焦磷酸钠组成不同的络合体系,进行相关实验。根据镀液的稳定性、镀速、镀层质量来判断这些络合体系,最终确定柠檬酸+辅助络合剂的络合体系较适合碱性化学镀液。通过一系列实验,研究了温度的变化对镀液的稳定性、镀速、镀层质量的影响,进而调整柠檬酸与辅助络合剂的配比,及相关操作条件,得到30-90℃各温度下的适宜络合体系。低温化学镀工艺的研究。在40℃左右的低温下,根据GB/T 17359-98.GB/T 13913标准,通过EDX和ICP的方法,对镀层中磷的质量含量进行了定性和定量分析。本文先后研究了柠檬酸、辅助络合剂、次亚磷酸钠的用量和温度、pH对镀层磷含量的影响,得到一系列的相关曲线,进而对镀液组成和操作条件进行调整,以得到低磷镀层。综合考虑镀速、镀液稳定性和镀层的磷含量,本文得到了一种新的低温低磷碱性化学镀镍液配方,并证明低温高pH的条件下易获得低磷镀层。以中低温碱性化学镀镍液的配方为基础,在P111、N111、N100单晶硅上直接进行镍的化学沉积,并研究了柠檬酸、辅助络合剂的用量和温度、pH对镀速和镀层结合力的影响。通过调整这些工艺参数,使得镀层结合力增强,从而降低镀层与硅之间的接触电阻,因为结合力的好坏对接触电阻有直接的影响。此外,在碱性的化学镀溶液中,阴离子性的表面活性剂有利于镍在基材表面的均匀沉积,使得镀层与基材之间的结合更充分、紧密。因此,本文在硅的碱性化学镀镍溶液中添加了十二烷基硫酸钠,探索了该表面活性剂的用量对镀层结合力的影响,并得到其最佳用量。最终,本文得到一种新的适用于多种型号半导体硅,可得到结合力良好镀层的中温碱性化学镀镍液配方。