扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言在本稿中，由华林科纳简单介绍了现在的清洗方法，以金属污染为例解说污染清洗的机理。通过液体的pH和氧化还原电位的控制，或者添加络合剂，改变各种各样的形态，从基板上除去，或者与基板表面反应再附着。从原理上理解湿式清洗，进而提供对液体中的化学种类的控制的想法，在简单说明清洗的概要之后，以具体例子为基础，解说湿式清洗的科学和以此为基础的污染控制技术。重要的是，理解机理，组成高效且具有再现性的清洗方法。还解说了考虑到清洗机理的新的清洗技术和今后的课题。湿式清洗的必要条件是“以高再现性、低成本实现高清洁的表面”。所要求的水平随着设备的高集成化、低价格化而逐年变得严格，因此，在湿式清洗技术中，为了适应它而需要进化。支撑技术进化的是对其根源的科学的理解。湿法清洗概述从其形态来看，污染主要分为粒子（微粒子）、金属、有机物、非预期的自然氧化膜。在清洗中要求在维持基板表面原子级的平坦度的同时，彻底除去这些污染。表1中显示了以RCA清洗法为基础的典型半导体湿法清洗法（清洗顺序）和各个清洗剂的清洗目的以及副作用。表1以RCA清洗为基础的清洗法最大的问题点是，在去除某一污染物质的过程中，其他污染物质会再次附着在基板上，即存在副作用（表1）。例如，APM清洗对于去除颗粒和有机物污染是非常有效的，但如果液体中混入微量金属，就会再次附着在基板表面。由于每个清洗都有副作用，因此...
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2021
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08
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言为了获得高的重力系数，在没有特殊制造工艺的情况下，引入了刮擦和旋涂播种方法的组合，通过使用所提出的方法，可以在二氧化硅衬底上均匀地生长金刚石膜，并且膜对衬底的粘附力在最大值时增加到900牛顿/平方米。为了提高表面导电性，分别引入了表面氧终止和退火弛豫氢缺陷。通过这种氧化处理的传感器显示出温度特性的更好的均匀性。作为高温用压力传感器，人们正在研究开发基于金刚石薄膜的压力传感器。金刚石的化学稳定性高，是宽带隙半导体，因此作为传感器是很有魅力的材料。但是，使用单晶金刚石的压力传感器虽然具有非常高的灵敏度、1000左右的计量系数（以下称GF）。在本研究中，为了进行电气绝缘，采用了在堆积氧化膜的硅隔膜上形成金刚石的方法，因此进行了探讨，使用结晶尺寸为100 nm的单晶金刚石粉末，金刚石粉末液的浓度为0.25 g/l。图1在损伤处理中，在金刚石溶液中进行U.S.处理20 min后，使其结晶生长，成长后的SEM像如图1(a)所示。仅通过损伤处理无法得到均匀的成膜,这是因为100 nm的金刚石粉末无法获得足够的核密度,旋涂播种法是将浓度为0.25 g/l的金刚石粉末溶液滴入基板后，以旋转速度2100 rpm进行旋转涂布,涂敷后使金刚石生长2µm的情况如图1(b)所示,从该图可以看出，利用旋涂播种法，基板中心、周边均基本均匀生长，并且得到了充分的核密...
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2021
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08
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料一般的晶系硅太阳能电池的结构概略如图1所示，在兼顾经济性的同时，为了提高太阳能电池的转换效率，进行了很多努力，其中降低硅晶圆表面反射率、降低光反射损耗的技术是提高效率的关键。平坦的硅晶圆的反射率在波长400～1100nm下平均为40%左右，非常高，产生了很大的损耗，为了降低这种表面反射率，太阳能电池的表面涂覆有折射率小于硅的透明薄膜作为抗反射膜，具体来说，使用的是二氧化钛（单晶太阳能电池的情况）和氮化硅（多晶太阳能电池的情况）等薄膜。图1 普通晶系硅太阳能电池的结构另一项降低表面反射率的重要技术是在硅晶圆表面形成具有细微凹凸形状的结构（称为纹理结构）。一般的纹理结构是几μ～几十μm大小的凹凸。 作为这样的纹理结构的效果，已知有以下3个（图2为模式图）。①表面多次反射导致表面反射率降低:通过凹凸使表面反射一次的光再次入射。 ②光路长度的增大:由于凹凸，光的行进方向倾斜，其结果是光在硅内部行进的距离变长。 对于硅的吸收系数小的长波长光特别重要。 ③另外，如上述②所述，由于光在硅内部倾斜前进，因此当该光的一部分被背面反射并再次到达表面时，入射角达到临界角以上，发生全反射（内部全反射）。 因此，光被封闭在硅中。形成纹理结构的方法有各种各样的方法，在本解说中，将对使用湿法蚀刻的方法，特别是我们最近开发的使用金属催化剂的方法进行解说。图2 纹理结构的效果湿法...
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2021
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07
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言不同的电镀系统在晶片上的性能会有很大的不同。特定电镀系统的架构可以从根本上提高——或限制——其可实现的性能。限制的一个例子是简单的湿工作台，它镀到静态晶片上。其结构限制了其均匀性，晶片内的均匀性不超过约10%。然而，当今一些更先进的电镀系统是专门为提高晶片性能而设计的。这可以使他们更容易产生一流水平的一致性。实验电场分布图：向反应堆系统施加电势会产生电场。该电场将阳离子(反应形成电镀金属的金属离子)推向带负电的晶片；同样，它把电子拉向带正电的阳极。离子受到的力的大小与它与电极的接近程度和施加在电极上的电流直接相关。当正离子(+)在阳极(+)产生时，它们被阳极排斥并被拉向晶片。阳极和阴极/晶片之间的这种近似现实在电镀系统的结构中至关重要。不完全平行于其阳极的静态晶片将由于机械接近而经历固有的线性不均匀性。这个错误只能通过更紧密的机械设计来纠正。静态晶片系统会夸大这种缺陷，而旋转圆盘系统会将这种不平等限制在径向对称上。换句话说，这种不完美的平行性将被完全征服径向考虑。这是简单的几何图形，用旋转的晶片很容易克服。因此，晶片和阳极之间的平行性是普遍重要的，因为从一侧到另一侧的距离的百分比差异将导致场的大小的类似百分比差异，从而对于给定的半径产生不同的电镀速率。晶片上的电流密度分布图1所示，带有负电荷的晶片将阳离子吸引向它。对于有限的阴极，电场在中心垂...
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2021
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言高浓缩臭氧气体已被用来使用通过卤素加热器局部加热的石英炉对碳化硅单晶基底进行干氧化，当臭氧的‰低速度保持在5mcm-1或以上时，臭氧的强氧化能力使碳化硅在明显低于氧氧化的温度下快速氧化，臭氧氧化也导致MOS结构的器件摩擦化过程中界面态密度较低，这可能是因为臭氧氧化在减少碳相关缺陷方面是安全的。与其他化合物半导体不同，在SiC上与硅器件一样，通过热氧化可以形成氧化硅膜，因此具有比较容易制作MOS结构的优点，目前只能得到SiC MOSFET的沟道迁移率极低的东西，最近也有通过氧化膜的氮化处理和热解再氧化等改善界面状态的报告。为了解决上述问题，实现低损耗SiC功率MOSFET，各种处理前的氧化膜/SiC的初期界面良好，可以认为会对后期处理的效果产生影响，为此，认为使用臭氧等反应性高的氧化物质是有效的。即由于臭氧等的高氧化力，形成氧化膜，同时抑制与碳相关的界面缺陷的发生。图1是用于臭氧氧化的石英制氧化炉的概略图。在市售的2个石英法兰之间焊接用熔融石英制作的试料加热部，形成氧化炉管。试料SiC基板放置在氧化炉中可拆卸的不透明石英基座上，通过卤素灯加热器进行辐射加热，基板温度虽然没有直接测量，但在同样的条件下，通过测量对SiC基板进行氧氧化（1气压）时的氧化速度进行了推定。图2高浓度臭氧与高温容器或配管的内壁接触时，极容易分解成氧气，发挥其强氧化力，因此...
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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报告了对SiC单晶使用各种颗粒进行紫外光辅助抛光，通过评价抛光表面性质和加工效率来选择最佳颗粒。实验为了在不对硬度高、热、化学极其稳定的SiC单晶造成损伤的情况下，在原子水平上高效地进行加工，仅通过机械作用进行加工是不可能的。因此，认为有必要有效地利用某种化学作用，提出并开发了利用紫外光的化学反应的SiC基板的新加工法。实验中使用的横型高速研磨装置的外观照片，在使紫外光透过的合成石英表面板上以任意负荷压入SiC基板的同时， 表面板使用紫外光透过率在90%以上的合成石英，紫外线可以从石英表面盘的背面直接供给加工点进行配置。另外，合成石英表面盘的尺寸为直径50毫米，加工时事先进行了手工包裹处理，表1表示， 紫外光支援研磨的实验条件。加工用的样品， 通过聚氯乙烯表面板使用1 a m金刚石浆料进行抛光， 将表面粗糙度定义为Ra: 使用1nm的6H―SiC（0001）， 选择了与C终端面相比研磨效率较低的Si终端面，转数在基板侧为750rpm， 石英表面板侧以625rpm旋转，进行了30分钟的加工。在石英表面板上的各种磨粒的固定是通过制作20wt%的浆料，使用的粒子有氧化钛（TiO₂），氧化锆（ZrO₂），二氧化硅（SiO₂），氧化铈（CeO₂）4种。TiO₂以及ZrO₂是光催化剂的代表例子，通过紫外光的光催化作用，可以期待SiC表面的氧化被促进。...
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2021
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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提出了一种新型的过氧化氢溶液中铁板单晶金刚石衬底抛光技术，使用了催化生成的羟基自由基(OH自由基)，这是由铁表面的过氧化氢分解产生的，产生了一个原子光滑和无损伤的单晶金刚石表面。为了在不降低金刚石基底高表面光滑度的情况下提高MRR值，我们提出并开发了采用先进氧化工艺的抛光技术。为了阐明该抛光技术中金刚石基底的抛光特性，采用紫外光照射和过氧化氢溶液中的o2或o3微气泡进行了抛光实验，采用扫描白光干涉法测定其表面粗糙度和MRR值。实验结果表明，在过氧化氢溶液中照射紫外光，提供o2或o3微气泡，显著改善了MRR值。实验图1显示了本实验中使用的实验装置的概念图，在旋转台上安装氧化氢水的加工槽，在加工槽的中央部配置了金属定盘，然后，对于金属定盘的旋转轴，在与金刚石样品对称的位置配置了紫外光照射装置，加工槽内的过氧化氢水，通过泵经常被吸引，通过微泡发生装置混合O2―MB或者O3―MB，返回加工槽内。本实验的加工条件如表1所示。可以任意设定定盘以及样品的旋转速度、接触负荷。表格1加工前后的形状和表面粗糙度，使用扫描型白色干涉显微镜进行了测定，加工效率是事先在加工前的基板上形成数百nm量级的沟，用扫描型白色干涉计测定并算出加工前后的沟深的变化量。实验结果加工前后的样品表面的扫描型白色干涉显微镜像如图2所示。测量范围为72µm×54&#...
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2021
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料通过对异种半导体结（异质结）的能带结构进行最佳设计，实现了高频、高输出电子装置、发光、受光元件等各种各样的功能装置。由于晶体生长上的制约，结晶结构、对称性相同，由晶格常数更接近的半导体材料构成。如果能够在没有这些制约的情况下形成异质结的话，设计上的自由度就会扩大，期待实现超越现状的高性能装置。作为打破晶体生长技术界限的技术，异种材料接合（粘接）受到关注，实现了晶体生长中难以实现的异质接合。在电荷中性点模型中，比带隙内的电荷中性点更低能量的界面能级， 俘获电子时为中性， 没有俘获电子时为正电荷（施主式俘获），根据电荷中性点和界面的费米能级的上下关系，界面上会产生正或者负电荷。在p型半导体之间的接合中，通常，界面上的费米能级处于比电荷中性点低的位置，因此界面上存在正电荷。其结果，在接合界面附近形成了耗尽层（负的空间电荷）即对空穴的势垒，产生界面电阻（图3(a)）。另一方面，在n型半导体之间的接合中，界面上存在负电荷。其结果，在接合界面附近形成了耗尽层（正的空间电荷）即对电子的势垒。因此，与p型半导体之间的接合相同，会产生界面电阻（图3(b)）。室温下的I―V特性的热处理温度依赖性如图4(a)和4(b)所示。I―V特性随着热处理发生了很大的变化。这个结果意味着在接合界面上形成了势垒势垒，其高度随着热处理发生了显著的变化，在电荷中性点模型的基础上，通过使...
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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设计了一个带有真空负载锁定的单晶片炉，以克服批量生产和单晶片实时处理系统的缺点。本文详细描述了热源的设计概念和热行为，讨论了热源配置的理论计算结果。描述了在升温和降温期间的晶片温度表征结果以及使用热源的典型工艺结果，讨论了200毫米直径硅片在表面等离子体处理过程中的缺陷产生现象和消除缺陷的方法，通过工艺参数优化，获得了无滑移的RTP工艺结果。为了简单起见，假设每个加热元件的温度是相同的，图1(a)和1(b)显示了距离具有三种不同直径(1、5和10毫米)的加热元件，加热元件的数量和间距分别固定在11和30毫米。图1在图1(a)的插图中，随着加热元件直径的增加，归一化视角的变化变小，绝对视角变大，具有更大直径和/或更大加热元件密度的加热元件增加了热源表面积和从观察平面的视角，随着表面积的增加，通过辐射交换相同热量所需的加热元件温度变低。为了在热源和晶片中获得最小的温度变化，需要平面热源，随着观察点远离加热元件阵列的中心，归一化和绝对视角减小。它们也随着加热元件和平面之间距离的增加而减少，这表明，当辐射热传递占主导地位时，具有均匀温度的有限热源不能在晶片上提供温度均匀性。加热元件的配置对热源以及晶片的温度均匀性起着重要作用，线性或圆形阵列的加热元件被广泛用作热处理设备中的热源，例如熔炉和RTP系统。为了在晶片上获得合理的温度均匀性，多区域功率控...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料两步半导体电镀工艺将铜沉积到涂覆有半贵金属的晶片上，沉积方式在晶片上是均匀的，并且在后电填充退火后没有空隙。种子层电镀浴使用独特的脉冲波形在非常薄的薄膜中以高密度均匀一致地使铜成核，然后，在第二浴填充特征之前，对晶片进行退火。种子层退火提高了半贵金属与铜界面的粘附性和稳定性，并且在后填充退火之后，所得的铜界面保持无空隙。本发明总体上涉及用于在晶片上沉积铜的方法和设备，更具体地说，涉及用于在半导体晶片上电镀铜种子层的方法和设备。它对于在镶嵌和双镶嵌集成电路制造方法中电镀铜特别有用，通过提供一种两步半导体电镀工艺来满足这些需求，在涂有半贵金属的晶片上形成非常薄且共形的铜种子膜。共形铜种子层的导电性足以用均匀且无空隙的大块铜对沟槽和通孔进行大块铜电填充。在本文中使用各种术语来描述半导体加工工作表面、“晶片和”衬底物可互换使用。通过电化学反应将金属沉积或镀在导电表面上的过程通常称为电镀或电填充。散装电填充是指电镀相对大量的铜，以填充沟槽和沟孔。除了使用新的扩散屏障材料外，铜种子层的工艺也必须进行改变，以克服PVD种子层的局限性。铜籽层的基本要求是连续的侧壁覆盖，在功能的顶部有足够的开口尺寸，以便在电镀过程中自下而上填充，以及与屏障的良好粘附性。首先，讨论了一般的铜电镀硬件和专业领域，以为本发明的进一步细节提供背景。如图所示1，表示电镀装置的图表横截面图。...
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