扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言 在硅衬底上制造电子芯片或集成电路需要大量的基本操作，例如离子注入， 本研究将涉及光刻，介质和金属薄层沉积，机械化学抛光，热处理（退火或氧化）和“湿”处理。 表面准备和清洁是这项技术的一个有点吃力不讨好的方面，因为它们是“看不见的”: 它们包括去除污染物和控制界面，然而，在需要处理的层是纳米级的时候，我们注意到与这些方面有关的研究变得至关重要，并对“专门知识”作出了重大贡献，而“专门知识”有时很难得到重视。 一些选择性蚀刻是通过湿法（在溶液中）进行的，具有很高的精度，厚度变化从几埃到几微米。 “表面准备”处理允许 本备忘录中讨论的两个主题更具体地涉及集成电路互连电平的清洁: 首先，将介绍低或极低介电常数介电材料在清洁溶液中的行为研究。 特别是，我们研究了这些材料的稳定性或溶解性，以及液相中的污染现象（胺，有机化合物和来自清洁溶液的表面活性剂的吸附），这些现象导致电介质的相对介电常数的不期望的变化。 研究了它们的孔隙率随清洁处理（含氢氟酸的溶液）中使用的等离子体处理的变化。 在这一部分中使用的实验技术主要是椭圆偏振法，椭圆孔隙率法，红外光谱法（透射法，全衰减法和多重反射法），X射线反射法，TOF SIMS以及接触角和允许性测量。 性能竞赛 在微电子领域，金属氧化物半导体(CMOS)类型的硅衬底上的集成电路的技术发展被描述为“Neud...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言我们报道了一种紫外(UV)光刻和直接书写的方法，其中曝光模式和剂量都是由互补金属氧化物半导体(CMOS)控制的微像素化发光二极管阵列决定的。来自演示器8x8氮化镓微像素LED的370nm紫外光使用两个背对背显微镜物镜投射到光刻胶覆盖的基底上，允许控制去除。在目前的设置中，该系统能够在直径为~8µm的圆形点中为每个成像像素提供高达8.8W/cm2。我们展示了用正光刻胶和负光刻胶书写的示例结构。 光刻技术是微图案化的首选方法， 按照最近报道的方法设计了CMOS控制装置，使交替像素可操作，从而得到了一个发光的8x8阵列[图]1(a)]。这是由于凹凸键合过程，目前限制了像素到像素间距为~200µm。 图1CMOS装置允许单个微像素、方波和脉冲操作[8]的连续波(CW)操作。在CW操作中，我们测量了一个裸像素，在370nm的驱动电流为80.0mA(340µW在20mA)下提供高达604µW的光功率。方波的频率（脉冲模式下的重复频率）可由片上电压控制振荡器(VCO)从6MHz到800MHz之间设置，使用外部时钟设备，可以选择任何频率，在脉冲模式下，可以控制脉冲的持续时间，范围从300ps到40ns。成像后测量的27mA的光谱特征证实其接近Hgi线操作(峰值在370nm，FWHM为15nm)。CMOS控制装...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料本文涉及一种晶片干洗系统，更详细地说，涉及一种能够提高对晶片的干燥效率的马兰戈尼型(MARANGONI)TYPE)干洗系统。马兰戈尼型干燥剂系统，可以提高晶片的干燥效率。 上述干燥剂系统将低表面张力的异丙醇蒸气喷射到晶片的表面，使存在于上述晶片表面的去离子水干燥，干洗系统配备充有去离子水的壳体及充有异丙醇的液罐，壳体内内置晶片，所述液罐设有产生异丙醇蒸气的泡泡器，壳体的上部安装有内置第一散流器的引擎盖，所以壳体的两侧部分别安装有第二和第三散流器。 第一至第三散流器收纳所述异丙醇蒸气，分别向晶片的上部及两侧部喷射，异丙醇蒸气由来自氮源的套利性氮气传递到所述第一至第三间杂波，异丙醇蒸气由上述第一至第三散流器向晶片的上部及两侧部喷射，从而提高了对晶片的干燥效率。为了提高半导体元件的质量，必须通过清洗工艺，由于上述脱离子水具有溶解硅的性质，必须完全干燥晶片，以避免在清洗工艺后形成脱离子水中的水斑（WATER SPOT）。为了提高对上述晶片的干燥效率，近年来采用了利用马兰戈尼效应(MARANGONI)EFFECT)的干燥方法， 马兰戈尼干燥方法是在一个液区存在两个不同表面张力区的情况下，利用液从表面张力小的区域向表面张力大的区域流动的原理对晶片进行干燥。 图1 显示以往晶片干燥用马兰戈尼型干燥剂系统结构的概略图如图1中所城市的那样，以往...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言石墨烯与通常应用于标准光刻过程中的聚合物的高亲和力，并且不可避免地会改变石墨烯的电学性质，通过拉曼光谱和电输运研究，我们将石墨烯器件的室温载流子迁移率与石墨烯中有序域的大小联系起来。我们还发现这些有序结构域的大小受到光刻后清洗过程的高度影响。最后表明，通过使用聚（二甲基戊二酰亚胺）(PMGI)作为保护层，提高了CVD石墨烯器件的产量。相反，与传统生产方法制造的器件相比，它们的电学性能会恶化。在高质量石墨烯的几种合成方法中，化学气相沉积(CVD)是大规模生产最常用的方法之一。然而，石墨烯基器件大规模生产的挑战是基于石墨烯的电子工业全面发展的巨大障碍。这是由于难以避免石墨烯的结构降解和化学污染。因此，在本研究中，我们利用拉曼光谱和电输运技术进行了研究。 实验我们在300纳米厚的二氧化硅层上使用了CVD石墨烯，石墨烯器件是在场效应晶体管结构(GFET)中通过两个光刻步骤生产出来的（图1）。第一步用于定义石墨烯器件的几何形状，第二步用于制造电极。在第一个光刻步骤中，石墨烯上涂有一层1340nm厚的光刻胶(图1a)，然后，通过直接激光书写光刻技术(图1b)来定义器件的几何形状，然后在AZ351B（1：4）显影剂中开发暴露的光刻胶，图1c。在这一发展之后，多余的石墨烯用o2等离子体去除石墨烯(图1d)。最后，我们使用不同的协议去除光刻胶层(图1...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言本文提出了使用软垫抛光（第二步去离子水抛光）和机械刷清洗工艺中的颗粒去除模型，并将其与一次抛光对氧化晶片表面的平均颗粒粘附力进行了比较。流体流动引起的水动力太小，无法单独去除浆液颗粒，颗粒很可能通过垫或刷子接触力和水动力阻力一起从表面去除。这一结论与实验观察结果相一致，将对去除力进行估计和补偿。 颗粒去除机制需要评估由于流体流动而引起的粗糙度和晶圆之间的颗粒上的水动力，因为它们有助于在清洗过程中去除颗粒，在缓冲或刷子清洗中，除了对颗粒施加水动力外，由于表面能高的软聚合物材料与变形有关，因此大部分是弹性的，JKR粘附模型可用于预测粗糙度变形，其中，r为粒子与衬垫之间的接触半径，接触面积的尺度可以与粒子相比较，这意味着与粒子与晶片之间的粘附力相比可能非常大。f为粒子与粗糙度之间的摩擦系数，当精密强度横扫设备特性时，在一次抛光中证明了该力的强度。在过度抛光过程中，会导致大氧化物面积的严重边缘圆形和小特征的严重侵蚀。因此，这种摩擦力可能在粒子去除过程中发挥重要作用。如果颗粒的粘附力大于颗粒的粘附力，则将从表面去除颗粒。然而，一旦颗粒深入晶片，颗粒粘附力较大，均匀粘附力就很难将其从晶片上拉出来。对于CMP的清洗过程(如图 1)所示，由于粒子和晶圆接触半径与粒子半径相比小，a/1.4R将远远小于k。粒子比滑动或提升更容易脱离表面。在缓冲步骤中，...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料本文介绍了防止金属和微粒子粘附到晶圆表面的表面活性剂添加药液、螯合剂添加药液、以及能够比以往的BHF更精确地蚀刻各种氧化膜的氟化物添加的低介电常数溶剂。半导体器件是在硅基板上全面形成金属和绝缘膜的薄膜，只蚀刻除去必要的部分，从而形成图案而制作的，要形成高质量的薄膜，基板的高清净化是非常重要的要点，另外，为了实现高集成化，薄膜的正确蚀刻除去是非常重要的要点。图1所示的接触孔底部的自然氧化膜通过湿法工艺去除的情况下，掺杂氧化膜和非掺杂氧化膜同时与蚀刻液混合就会暴露。 因此，正确控制各种氧化膜的蚀刻速率变得非常重要，通过使用相对介电常数低的溶剂代替一般作为BHF溶剂使用的水来抑制HF和HF2-的解离，其结果，介绍了只能够选择性地蚀刻掺杂氧化物膜的结果和能够使非掺杂氧化物膜和掺杂氧化物膜的蚀刻速率达到等速的结果。 图1 接触孔底部自然氧化膜的去除图2显示的是BHF中的NH、F浓度与BSG膜、热氧化膜(THOX)的蚀刻速率、以及被预测为蚀刻种类的HF、HF2浓度之间的关系。 虽然详细的蚀刻机理尚不清楚，但可以预测，掺杂了三价杂质B的BSG膜的蚀刻种类以HF为主体，仅有Si-o键的热氧化膜的蚀刻种类以HF2一为主体。 已知溶解离子性固体的液体的能力高度依赖于液体的相对介电常数，1价阳离子和阴离子间的吸力与相对介电常数成反比，上述缓冲氢氟酸的溶剂是水...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言本文介绍了一种用于去除颗粒的化学机械抛光清洗剂，该清洗剂由氟铝氧离子螯合剂和氟铝氧离子表面活性剂组成，通过改变刷子转速、刷子间隙和去离子水流量等参数，进行了一系列实验，以确定最佳清洗效果。原子力显微镜(AFM)测量用于表征铜表面的表面形态和磨粒的去除，用EDX扫描电子显微镜观察和分析了颗粒的形状和元素，获得了化学机械抛光清洗剂的最佳参数。在这些条件下，二氧化硅磨粒被有效去除，提出了刷式洗涤器清洗是CMP清洗剂中最有效的方法，具有较高的物理力清洗性能。 实验所有实验均采用300mm覆盖铜晶片切出的铜片(直径10.16mm)，抛光过程采用CMP抛光器进行，工作压力为2psi，压头速度/压板速度为55/60rpm，浆液流量为150ml/min，抛光时间为10s，随后采用CMP清洁剂（G&P，412S）进行铜片处理，清洗液包括FA/OII螯合剂和FA/OI表面活性剂。清洗机在刷子上方有两个独立的喷雾棒，清洗液或DIW从喷雾棒流出，并通过刷子芯流出。 图1 如图所示1，晶片水平地位于刷子清洗盒中,喷雾棒在刷子的上方,清洗液或DIW从喷雾棒流出，并通过刷芯流出,将转速、清洗时间和电刷间隙作为这些实验的变量,刷状间隙定义为晶片表面与刷状结节之间的距离,间隙越小，对晶片的压力就越大，采用原子...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言 用氟化氢-氯化氢-氯气混合物进行各向异性酸性蚀刻是一种有效的方法 单晶硅晶片纹理化的替代方法 在晶片表面形成倒金字塔结构[1，2]形貌取决于以下成分 蚀刻混合物硅在HF-HClCl2混合物中的扩散控制溶解过程通过改变流量形成各种形态 蚀刻混合物的速度[4，5]超声波辅助导致蚀刻的高速运动 晶片表面的混合物 参数影响 高浓度的高频导致抛光晶片表面纹理化，大量的盐酸氯气浓度需要提高晶片表面和蚀刻率，超声辅助表面的高流速有利于纹理化和增加蚀刻率超声辅助导致温度上升，因为能量输入高，温度升高降低了氯气在蚀刻混合物中的溶解度，降低了蚀刻率和反射率。 反射率测量 氯气注入高频-HCl溶液之前和蚀刻单晶硅片高蚀刻率高达0.45µmmin-1片分别浸入水平或25垂直蚀刻溶液超声波场从底部或两侧蚀刻槽反射率下降到6.3%。超声波场在撞击固体物体时减弱，形态从晶圆边缘到中间变化，因为相邻晶圆的声影在晶圆中间蚀刻多个晶片时反射率在薄片中恶化，之间距离较低，同时从底部用超声波场水平蚀刻，效果最好。 结果 HF-HCl-Cl2溶液允许各向异性蚀刻过程，产...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言本文研究了简单的化学清洗技术，易于在制造环境中使用，并使氮化镓表面无损伤。 描述了使用同步加速器辐射~SR，研究氮化镓的电子结构，经过湿式化学清洗序列后再加热的表面，通过使用在200-1000eV范围内的SR，我们监测了Ga、N、O和C的核心水平，表明在硫酸/过氧化氢处理后，一种弱结合的碳氧化物被化学吸附到氮化镓表面，并通过加热去除。 实验利用同步辐射对电子结构的近表面探测，来确定一个简单而有效的清洁处方，以去除氮化镓表面的碳和氧，利用光子能量范围为200~1000eV的单色同步加速器辐射进行光电发射电子能谱分析。用半球形能量分析仪对发射的光电子进行分析，其能量分辨率约为0.2eV。所有已知感兴趣的元素的核心水平强度~Ga、N、C和O！在探测氮化镓表面的最后几个单分子层时进行了测量。这种表面灵敏度是所使用的光子能量的短逃逸深度的直接结果，我们估计为一个或两个晶格单元单元。研究了清洗过程的化学性质、退火环境和退火过程的温度。纤锌岩氮化镓~0001，薄膜为p型~Mg掺杂53 1017 cm2 3 -1 3 1018 cm2 3，0.1mm厚，分子束外延生长在c轴蓝宝石基底上的AlN缓冲层上。通过优化III-V清洗中传统的硫酸化学方法，发现了清洗化学性质。湿化学处理为4：1硫酸~51%，到过氧化氢的~值为30%，氨纯度为99.9...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言本文研究了外延沉积前原位工艺清洗的效果，该过程包括使用溶解的臭氧来去除晶片表面的有机物，此外，该过程是在原位进行的，没有像传统上那样将晶圆从工艺转移到冲洗罐。结果表明，与不使用溶解臭氧作为表面处理的工艺相比，溶解臭氧显著提高了产率。另外还表明，稀释化学物质和原位高频/干燥是先进IC制造中成功沉积晶圆加工所需的关键因素。以下研究提供了证明在干燥机中一步稀释现场高频的数据和过程。 实验所有实验都是在Naura-Akrion的GAMATM自动湿站上进行的，该站能够执行多罐序列和单罐原位过程。在外延生长步骤之前，硅片在工具中进行处理，用于进行外延前清洗。裸硅晶片用虚拟氧化物晶片处理，交替或夹心，以模拟图案晶片的情况。为了抵消高水平的污染过程，采用了多种清洗技术，并与传统的多罐方法进行了比较。使用的材料是：配备GAMATM湿工作台的LuCIDTM干燥机（高频控制注射），KLA-Tencor表面扫描(≥0.12µm检查)，低颗粒计数的裸硅晶片和热氧化物晶片。浓度和参数：100：1HF（23oC）、400：1dHF（23oC）、1：2：50dSC1（50oC和800W）、DIO3冲洗（23oC下~5-10ppm）。 结果与讨论典型的标准工艺是使用高温的h2预烘烤来分离晶片上的天然氧化物，以为外延层沉积准备表面。然而，需要较低的...
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