扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言湿化学蚀刻硅体微加工是制造不同类型微机械结构的关键步骤。对各种形状的三维结构有很高的需求。然而，可能获得的结构范围是有限的。限制主要来自于有限数量的适用蚀刻溶液。这种解决方案强加了蚀刻速率的各向异性，最终决定了最终蚀刻图形的形状。由于合理的(1 0 0)面刻蚀速率和令人满意的表面光洁度，有机溶液中的TMAH和无机溶液中的KOH具有最大的实际意义。我们研究了不同醇类添加剂对氢氧化钾溶液的影响。据说醇导致硅蚀刻各向异性的改变。具有一个羟基的醇表现出与异丙醇相似的效果。它们导致(hh 1)型平面的蚀刻速率大大降低，通常在蚀刻凸形图形的侧壁处发展。这就是凸角根切减少的原因。具有一个以上羟基的醇不影响蚀刻各向异性，并导致表面光洁度变差。实验实验中使用了电阻率为5 ~ 10o·cm的n型(1 0 0)取向硅片。晶片覆盖有热生长的1毫米厚的氧化物，该氧化物在光刻工艺中被有意地图案化，以便限定边缘垂直于特定晶体方向的图形图案。在蚀刻过程中形成的凹凸图形使得能够对所形成的晶面进行蚀刻速率评估。我们讨论了掩模图案的布局和基于显影图形形状的蚀刻速率估计方法。图1显示了台面结构的扫描电镜俯视图，其边缘垂直于晶体方向，在80℃的氢氧化钾异丙醇溶液中蚀刻1小时。在图的边界上，可以区分出三个轮廓。最外面是蚀刻图形的底部，第二个是氧化物掩模，最后一个蚀刻图形的顶部...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言碱性溶液中硅的各向异性刻蚀广泛用于微机电系统(MEMS)中的体微加工。单晶硅的各向异性湿法刻蚀依赖于其晶面的不同刻蚀速率，已被用于制造各种微机电系统器件。在所有的各向异性蚀刻剂中，无机氢氧化钾(氢氧化钾)是最常用的，因为它易于制备且毒性较小。在硅与KOH溶液发生化学反应的过程中，刻蚀过程中产生的氢气泡在被刻蚀表面堆积，形成“伪掩膜”现象，会阻碍刻蚀剂与表面硅原子的化学反应，降低刻蚀速率，同时增加表面粗糙度，甚至形成小丘。在半导体工业中，磁力搅拌是单晶硅湿法刻蚀过程中降低硅器件表面粗糙度的常用方法。但这种方法的局限性在于溶液会分层，温度分布不均匀，难以实现微结构尺寸的精确控制和粗糙度的均匀分布。最近的研究表明，超声波搅拌可以提高蚀刻速率。实验我们实验中使用的硅片是高纯度浮子区硅棒，直径达76.2mm，厚度达1mm，电阻率约为2000Ωcm。不同工艺后，硅片表面会受到有机杂质和金属离子污染的影响。在此基础上，分别使用SC-1液体（H2O：H2O2：氢氧化铵=5：1：1）和SC-2液体（H2O：H2O2：HCl=6：1：1）清洗有机杂质和金属离子。利用热生长技术在硅片上去除厚度为70nm的二氧化硅层。在制作掩模之前，根据甲苯、丙酮、酒精和水的顺序清洗晶片。光刻胶的涂覆方法为旋转涂布，旋转速度、涂覆时间和光刻胶厚度分别为3000rpm、30s和300...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言湿法化学工艺广泛用于晶体硅太阳能电池生产，主要用于表面纹理和清洁目的。尽管过去的研究主要集中在过程开发上，但是在过程控制技术方面几乎没有进展。本文讨论了当前最先进的湿化学生产工艺，并提出了工艺控制和质量保证程序(晶片的化学、光学和电学特性)。先进表征技术的目的是提高工艺质量和高质量产品产量。此外，未来的工业高效电池处理需要成本有效、高质量的清洁工艺，尤其是在任何表面钝化步骤之前。在制造硅太阳能电池的工业生产链中，湿化学应用的质量保证和过程控制变得越来越重要。为了克服基于操作员经验的工艺操作以及延长普通蚀刻槽的总操作时间，在线表征和控制的新发展将是强制性的。这种质量控制具有显著降低成本的潜力，因为更换浴混合物或缩短加工时间之间的持续时间得到了优化。对于工艺开发，从实验室规模向工业生产设备转移高效电池工艺出现了新的要求。尤其是在电池工艺的不同阶段需要更高的晶片和表面清洁标准；尽管如此，生产成本和工艺复杂性必须保持尽可能低。实验对于不同的晶体取向，用氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)进行的碱性蚀刻具有不同的蚀刻速率，因此对于(100)取向的单晶硅晶片，这种各向异性导致具有随机分布在晶片表面上的正方形基底的小金字塔。为了改善蚀刻过程的横向均匀性和各向异性，向蚀刻溶液中加入异丙醇(IPA)。纹理化后，晶圆通常在盐酸和氢氟酸中清洗，中间在去离子水中...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言SC-l和piranha(H2SO4/H2O2)清洁剂已经使用多年来去除颗粒和有机污染物。尽管SC-1清洁剂(通常与施加的兆频超声波功率一起使用)被认为对颗粒去除非常有效，但去除机制仍不清楚。对于去，除重有机污染物，piranha清洗是一个有效的过程；然而，piranha后残留物顽强地粘附在晶片表面，导致颗粒生长现象。已经进行了一系列实验来帮助理解这些过程与硅的相互作用。实验为了评估piranha清洗后晶片上残留的硫量，将150毫米n型裸硅和热氧化晶片在95 °C下通过5:1或10:1（氢、硫、氢、氧）piranha处理10分钟。对冲洗过程进行各种修改后，飞行时间二次离子质谱（TOF- SIMS）和全反射X射线荧光光谱法（TXRF）用于测量残留硫。清洗和干燥晶片后，还测量了作为时间函数的光点缺陷。当piranha被处理后晶片已经显示出颗粒生长现象。这些分析技术的数据用于评估各种冲洗技术的功效。结果和讨论在对SC-1化学物质的研究中，当稀释时，清洁效率与测量的开路电位或雾度增量之间没有明显的相关性。使用了SC-1化学物质。图1显示了基于去除硅钠颗粒的钳去除效率。 这些实验是在已知影响硅蚀刻的条件下进行的（n型和p型Si<100>, 有而疫有照明）。图2显示了相同的雾度增量数。图1 作为晶片类型和照明条件的函数的LPD去除图...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料分析化学小型化的一个方便的起点是使用单c：晶体硅作为起始材料，微加工作为使技术，湿化学蚀刻作为关键的微加工工具。在本文中，我们回顾了硅微加工，并描述了形成可能用于化学分析应用的通道、柱和其他几何图案的各向异性湿式化学蚀刻。本文主要目的是评估不同的各向异性蚀刻剂，用于微加工柱、分裂器和其他几何图案的变体，可用作构建更复杂的微加工结构的构建块，并可能用于化学分析应用。我们根据微加工，介绍各向异性湿式化学蚀刻的实验要求，并将详细讨论蚀刻上述图案类型后获得的形状。有几个因素会影响蚀刻剂的选择，其中包括蚀刻成分、时间和温度、搅拌速率、光照条件、晶片质量、晶体取向和掺杂等。在本工作中，仅使用表1中列出的蚀刻成分和蚀刻温度测试了n掺杂晶片，并简要研究了搅拌的影响。此外，只有<100>和<110>晶片被测试，因为<111>晶片通常蚀刻得太慢，没有任何用途。表一所选择的各向异性蚀刻剂的特征硅晶片：本文中使用的硅晶片为n型掺杂（磷），标称厚度为376±25µm，电阻率为2-5Q.cm。在晶片上表面以1000-1200°C氧化生长一层二氧化硅(约1µm)。典型蚀刻程序：蚀刻剂在使用前充分混合。将蚀刻剂置于适当的蚀刻浴中，蚀刻浴保持在所需的蚀刻温度，将晶片浸入3%氢氟酸溶液中60秒，在60s时间...
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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用湿化学腐蚀法制备多孔氧化锌的研究。通过射频磁控溅射在（111）择优取向的p型硅上沉积ZnO薄膜。在本工作中使用的蚀刻剂是0.1％和1％硝酸（HNO）溶液，ZnO在不同时间被蚀刻，并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）光谱进行表征，以允许对它们的结构和光学性质进行检查。XRD结果表明，当薄膜在不同的氢氮浓度下刻蚀不同的时间时，ZnO的强度降低。上述观察归因于氧化锌的溶解。扫描电镜图像显示，氧化锌薄膜的厚度随着刻蚀时间的延长而减小，这是氢氮溶液各向同性刻蚀的结果。光致发光发射强度最初随着蚀刻时间的增加而增加。然而，随着样品的进一步蚀刻，由于表面-体积比的降低，光致发光光谱显示出强度降低的趋势。结果表明，1.0%HNO有显著改变氧化锌表面形貌的能力。实验刻蚀前将沉积的氧化锌样品切成1厘米× 1厘米的片。在目前的研究中，使用了浓度为0.1%和1%的HNO。如表1所示，样品以不同的蚀刻时间浸入蚀刻剂中。蚀刻过程后，用蒸馏水冲洗样品，并在氮气流下干燥，以去除样品表面上的任何化学残留物。用XRD、SEM和PL光谱对制备的多孔氧化锌样品进行了表征，以分别考察其结构性能、表面形貌和截面结构以及光学性能。XRD测量在2θ-ω扫描模式下进行，也称为相位分析。在这种扫描模式下，XRD-PA测量是在30°到40...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料半导体行业需要具有超成品表面和无损伤地下的硅晶片。因此，了解单晶硅在表面处理过程中的变形机制一直是研究重点。分子动力学分析表明，在两体接触滑动过程中发生了无晶形层的形成，但在三体抛光中可以避免。同时，实验研究表明，硅的相变是复杂的，并且与许多因素，如应力状态的静力和偏差特性以及表面过程中的加载/卸载速率有关。我们探讨了无化学添加剂无损伤抛光的可能性并确定了机理。利用高分辨率电子显微镜和接触力学，该研究得出结论，无化学物质的无损伤抛光过程是可行的。所有形式的损伤，如非晶态硅、位错和平面位移，都可以通过避免在抛光过程中硅的b锡相的启动来消除。当使用50nm磨料时，确保达到无损伤抛光的标称准备量为20kPa。通过对纳米/微压痕和抓痕的广泛研究，人们已经了解到，磨料颗粒对硅施加的力的大小对地下表面的微观结构变化至关重要。较小的力会引起非晶形相变和一些堆积断层，但较大的力会进一步引入位错、R8/BC8相和开裂。理论上已经发现，在磨料加载过程中，硅的b-tin相在的微观结构形成中起着关键作用。在两体接触情况中，即当磨料在与硅晶片的相互作用中没有旋转运动时，如果磨料载荷引起的应力可以小于b锡形成的阈值，则磨料颗粒离开后不会发生硅的地下损伤。在三体接触的情况下，即当磨料具有旋转和平移运动时，材料去除的粘附模式将留下一个完美的硅下表面。这些理论研究表明，如果我们可...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言低损耗硅波导和有效的光栅耦合器来将光耦合到其中。通过使用各向异性湿法蚀刻技术，我们将侧壁粗糙度降低到1.2纳米。波导沿[112]方向在绝缘体上硅衬底上形成图案。波导边界由垂直于[110]表面的平面决定。制作的波导对TE极化的最小传播损耗为0.85分贝/厘米，对TM极化的最小传播损耗为1.08分贝/厘米。制作的光栅耦合器在1570纳米处的耦合效率为4.16分贝，3 dB带宽为46纳米。介绍硅光子技术被视为替代板对板和芯片内光学互连的金属互连的潜在解决方案(Miller，2009)。用于实现无源和有源光学器件的硅光子学最常用的材料平台是硅非绝缘体(SOI)。除了硅是透明的这一事实之外，晶体硅(~3.5)和掩埋氧化物之间在电信波长下的大折射率对比使得强光限制在顶部硅层中。通过蚀刻硅层以形成肋或线波导，还可以实现极好的横向限制，使得具有小弯曲半径的光波导，因此，紧凑的光子电路在亚微米尺度上是可行的。然而，这种强限制是有代价的，因为折射率的任何不规则性都会导致强散射损耗，因为散射损耗与(δn)3成比例(铃木等人，。1994). 通常，侧壁粗糙度是硅光子学元件中光学损耗的主要促成因素，尤其是对于亚微米尺寸的硅波导。因此，正在进行深入研究，以开发实现低损耗硅波导的最佳制造工艺，因为这对硅光子技术的成功至关重要。实验各向异性湿法刻蚀制造：对于晶体硅的各向异性...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言如今，双镶嵌工艺在半导体工业中被广泛使用。在这一过程中，铜逐渐取代铝用于制造集成电路中的互连。这种开关的出现是由于铜的有利特性，例如低电阻率和对电迁移的高抗扰性，这反过来导致更高的电路可靠性和明显更高的时钟频率。化学机械抛光有许多优点，包括表面平坦化、减少工艺步骤和热预算.5 . 然而，它会在介电材料表面诱发金属和有机污染物残留。在先进互连中，化学机械抛光后金属残留物的控制越来越受到重视。清洁效率和金属污染物的去除对生产率和可靠性有重大影响。一个主要的可靠性问题是由铜离子漂移引起的介电退化。由于铜在二氧化硅和硅中的快速扩散，以及在禁带隙内受体和供体能级的形成，铜需要在化学机械抛光过程后清洗。实验图1显示了制备焦磷酸盐过氧化物的实验装置。是两箱电解槽，由离子交换膜隔开，制备焦磷酸盐过氧化物的阳极槽较大。阳极浴中的溶液是0.4摩尔/升磷酸二氢钾，阴极浴中的溶液是氢氧化钾，其酸碱度为12.0.所有的电解质都是用去离子水制备的。在这项工作中，我们为对比实验准备了三个抛光晶片。所有三个晶片都用化学机械抛光技术抛光。为了获得金属离子污染的晶片，将抛光的晶片浸入0.01摩尔/升硫酸铜溶液中2 h，然后通过如下三种方法清洗。图1 BDD膜阳极电化学氧化装置KPP清洁：将抛光的晶片浸入焦磷酸盐过氧化物溶液中10分钟，然后用新鲜去离子水冲洗。此后，晶片以80千赫...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言近年来，随着集成电路的微细化，半导体制造的清洗方式从被称为“批量式”的25枚晶片一次清洗的方式逐渐改变为“单张式”的晶片一次清洗的方式。在半导体的制造中，各工序之间进行晶片的清洗，清洗工序次数多，其时间缩短、高精度化决定半导体的生产性和质量。在单张式清洗中，用超纯水冲洗晶片 ,一边高速旋转，一边从装置上部使干燥的空气流过。在该方式中，逐个处理晶片。上一行程粒子的交错污染少。近年来，由于高压喷气和极低温的关于向粒子喷射氮气溶胶等“清洗能力相关技术”进行了大量研究；另一方面，关于通过清洗暂时远离晶片的粒子，重新附着到晶片上，进行叶片式清洗，在干燥时晶片和保持晶片的转盘高速旋转。实验单张式清洗装置模型：图1a表示装置整体的系统图，图1b表示测定部的详细情况。测定部由模拟清洗机处理室的直径D＝520mm、高470mm的圆筒构成，其中放置有半径R=165mm的圆板。另外，本研究还包括吹向圆板的气流通过送风机在装置内循环。送风机送来的气流通过节流流量计，通过设置在处理室上方的流路，流入长1830mm的助跑区间。助跑区间入口设有格子间隔26mm的整流用蜂窝，在本研究中，硅片和保持硅片的卡盘工作台简化为一个，将厚度10mm的铝制圆板用作旋转圆板，在该圆板下部设置有排气罩，在其内侧设置有3个排气口另外，处理室的间隙分别为28mm、45mm。流入测量部的气流与旋...
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