简介硅片的准备过程从硅单晶棒开始，到清洁的抛光片结束，以能够在绝好的环境中使用。期间，从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。除了有许多工艺步骤之外，整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。硅片的加工从一相对较脏的环境开始，最终在10级净空房内完成。工艺过程综述硅片加工过程包括许多步骤。所有的步骤概括为三个主要种类：能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能；能减少不期望的表面损伤的数量；或能消除表面沾污和颗粒。硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。工艺步骤的顺序是很重要的，因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。在以下的章节中，每一步骤都会得到详细介绍。硅片加工过程步骤1. 切片2. 激光标识3. 倒角4. 磨片5. 腐蚀6. 背损伤7. ...
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1. 引言目前半导体IC产业进入大规模和超大规模集成电路时代，集成电路的特征向着纳米尺寸发展，这就要求集成电路用表面质量越来越高的单晶硅片或者外延硅片，表面如有加工过程的机械损伤等，会造成外延表面的缺陷或者层错，这也会给后续器件加工带来良率损失。根据目前硅片加工技术看，抛光衬底或者外延衬底表面粗糙度基本在纳米级别，微电子技术从微米级进入到纳米级，甚至到14或者7 nm级别，对硅片表面的微粗糙度或者颗粒的特征粒径尺寸要求越来越小 ，150 mm或者200 mm重掺单晶生长外延后，需要严格管控表面颗粒和缺陷水平，如果颗粒过多，会造成外延缺陷，影响产品成品率和表层质量，一般要求硅片颗粒小于特征线宽的三分之一。通常情况下，由于衬底原因或者外延原因造成的外延层雾状缺陷，通过清洗的方式是去除不掉的，所以一般会考虑衬底或者外延工艺改进。有些学者也利用原子力显微镜进行微观分析雾状微观形态，雾状区域起伏较大 。对于影响外延片表面颗粒质量的，我们需要从衬底片表面和外延反应机理进行探讨，衬底表面粗糙度增大，会严重影响外延片的表面质量 ，同时外延工艺中合适气体的选择使用也会进一步提高外延片表面的质量。本文发现部分抛光硅片在外延后出现0.12 um颗粒聚集分布现象，外延炉同炉其他批次外延后均未发现有类似现象。为解决此类问题，我们对抛光片衬底微粗糙度进行分析，并外延验证。2. 实验部分实验样品为150 mm重...
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高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。近年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。多晶硅市场需求经历了由“半导体产业主导”向“光伏产业主导”的转变。光伏行业很快出现高速发展的局面，硅材料生产过程中必需的清洗设备的市场需求仍然非常大。这些设备分别用于半导体材料行业中多晶硅块料、棒料和硅芯的清洗。我公司结合多年电子行业清洗机制造经验，针对该工艺的生产特点，开发出针对以上产品的专用全自动清洗设备，并已在多家硅材料生产厂家得以成功应用。1、工艺研究在多晶硅生产过程中，清洗的作用是在尽量减小材料损失的前提下，有效去除晶片表面的有机物、颗粒、金属杂质、自然氧化层及石英器Ⅲ的污染物。采用酸液剥离表面沾污层，再通过纯水进行冲洗的方法达到洗净效果。在规模生产中，一般采用HF+HNO3,作为腐蚀液与硅材料发生化学反应。为了降低剥离层厚度，对于反应温度、时间的控制非常关键。对于块状料，由于其形状不规则且处理过程互相堆叠，增加了清洗及干燥的难度，我们在经过多次试验后发现：对腐蚀槽溶液降温能有效控制反应速度、降低材料损失并可以获得更好的表面质量。通过QDR、阶梯溢流、加热超声的依次水洗，可以将残留酸液去除。热氮吹扫去除水滴，真空加热干燥对于堆叠工件（块状料）的干燥效果良好。2、结构设计基于上述...
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本文主要介绍在镀膜以前，快速清洗各种形状和尺寸的单个基片的方法。对表面的清洗基本上可以分成清洗和干燥两个阶段：清洗的目的是清除零件表面严重污染，如水汽、油污、微粒等，进一步清除零件表面残留物；最后是对零件进行干燥。在清洗和干燥阶段，需尽量避免对零件造成重新污染。各种清洗方法介绍基片的清洁度对薄膜性能有很大影响。在镀膜以前，最理想的情况是使用刚抛光完的基片，否则基片表面会变质。特别是当基片经受了不正确处理和贮存后，其情况变得更加严重。但是，即使是对刚抛光完的基片来说，有时也会由于存在氧化筛抛光粉的污染而使这种基片在镀膜以后在某些地方出现较大的散射。只有在抛光以后，立即清洗基片表面，并且在镀膜以前再次清洗才能消除这种影响。通常，只对基片重要表面进行抛光，共余表面，如基片边绿部份保持研磨后状态。清洗基片表面时，只需清洗基片抛光面就行了。清洗粗糙面的污染往往比较困难，有时会因为想清洗这些表面而影响到抛光面的清洁。1.清洗清洗方法的适用性取决于基片材料和基片原始表面状态。通常是用一种阴离子介面活性剂的稀释溶液来清洗基片表面。清洗时，用浸有这种溶液的脱脂棉轻轻擦洗基片表面。在清洗后，再将基片放在含有这种洗涤剂的稀释溶液的超声波槽里继续进行清洗。1976年Mathewson介绍了先用全氯乙稀蒸汽脱脂，然后用碱性洗涤剂超声波清洗的方法。上述预清洗方法，虽然能为基片进一步清洗打下良好的基础。但是处理...
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1 介绍化合物半导体材料的研究可以追溯到上世纪初，最早报导的是1910年由Thiel等人研究的InP材料。1952年，德国科学家Welker首次把Ⅲ-Ⅴ族化合物作为一种新的半导体族来研究，并指出它们具有Ge、Si等元素半导体材料所不具备的优越特性。五十多年来，化合物半导体材料的研究取得了巨大进展，在微电子和光电子领域也得到了日益广泛的应用。砷化镓（GaAs）材料是目前生产量最大、应用最广泛，因而也是最重要的化合物半导体材料，是仅次于硅的最重要的半导体材料。由于其优越的性能和能带结构，使砷化镓材料在微波器件和发光器件等方面具有很大发展潜力。目前砷化镓材料的先进生产技术仍掌握在日本、德国以及美国等国际大公司手中，与国外公司相比国内企业在砷化镓材料生产技术方面还有较大差距。2 砷化镓材料的性质及用途砷化镓是典型的直接跃迁型能带结构，导带极小值与价带极大值均处于布里渊区中心，即K=0处，这使其具有较高的电光转换效率，是制备光电器件的优良材料。在300 K时，砷化镓材料禁带宽度为1.42 eV，远大于锗的0.67 eV和硅的1.12 eV，因此，砷化镓器件可以工作在较高的温度下和承受较大的功率。砷化镓（GaAs）材料与传统的硅半导体材料相比，它具电子迁移率高、禁带宽度大、直接带隙、消耗功率低等特性，电子迁移率约为硅材料的5.7倍。因此，广泛应用于高频及无线通讯中制做I...
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1介绍半导体IC制程主要以20世纪50年代以后发明的四项基础工艺（离子注入、扩散、外延生长及光刻）为基础逐渐发展起来，由于集成电路内各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到尘粒、金属的污染，很容易造成晶片内电路功能的损坏，形成短路或断路等，导致集成电路的失效以及影响几何特征的形成。因此在制作过程中除了要排除外界的污染源外，集成电路制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。华林科纳（江苏）半导体设备有限公司是国内比较早的从事晶圆湿法清洗设备的厂家。 ' O( O& o6 r7 [$ o6 S3 R! X2污染物杂质的分类8 ?. X8 k$ Y1 y+ [' F5 ^) \% f' dIC制程中需要一些有机物和无机物参与完成，另外，制作过程总是在人的参与下在净化室中进行，这样就不可避免的产生各种环境对硅片污染的情况发生。根据污染物发生的情况，大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。C$ a: E& t5 [6 B3 v- ~2.1颗粒,@/e&~,I/|#C$R& @# R' H+ X8 n& l6 U4 D& @颗粒主要是一些聚合物、光...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要单片SPM系统使用了大量的化学物质，同时满足28nm以下的清洁规格。 本文描述了在集成系统Ultra-C Tahoe中使用批量SPM系统和单晶片清洗，结果达到了技术规范，使用了不到单晶片系统中使用的80%的SPM化学物质。介绍采用干法和湿法相结合的方法开发了传统的有机光刻胶条工艺。然而，基于反应性等离子体灰化的干燥处理也存在一些问题，如等离子体损伤、抗爆裂、不完全去除抗蚀剂，以及副产品再沉积，需要后续进行湿剥离/清洗。 为了避免等离子体问题，采用了以硫酸和过氧化氢水溶液(SPM在80℃-150℃)等酸性化学物质为基础的湿汽提工艺。图1:Ultra C太浩清洗系统的简化装置。图2:使用超音波装置或氮气喷雾装置的单片清洗装置图3:独立工作台、独立单晶片和Ultra-C Tahoe整体清洗性能对比文章全部详情，请加华林科纳V了解：壹叁叁伍捌零陆肆叁叁叁
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料加速除了旋转速度外，加速度也会影响涂膜的性能。由于树脂在旋转周期的第一部分开始干燥，因此准确控制加速度非常重要。在某些过程中，树脂中50% 的溶剂会在过程的最初几秒钟内蒸发掉。加速在图案化基材的涂层特性中也起着重要作用。在许多情况下，基材会保留先前工艺的地形特征；因此，重要的是在这些特征上和通过这些特征均匀地涂覆树脂。虽然旋转过程通常会向树脂提供径向（向外）力，但加速有助于树脂在形貌周围的分散，否则可能会遮挡部分基板与流体。Cee ®微调器可编程，最大加速度为 30,000 rpm/秒（空载）。排烟树脂的干燥速率由流体的特性以及旋转过程中基材周围的空气决定。众所周知，空气温度和湿度等因素在决定涂膜性能方面起着重要作用。在旋转过程中，将基板本身上方的气流和相关湍流最小化或至少保持恒定也非常重要。所有Cee ®旋涂机均采用“封闭碗”设计。虽然实际上不是一个密闭的环境，但排气盖在旋转过程中只允许最少的排气。结合位于旋转卡盘下方的底部排气口，排气盖成为系统的一部分，以最大限度地减少不必要的随机湍流。 该系统的显着优点是流体树脂的干燥速度较慢。较慢的干燥速度提供了在基材上增加膜厚度均匀性的优势。流体在旋转过程中随着它向基板边缘移动而变干。这会导致径向厚度不均匀，因为流体粘度随距基材中心的距离而变化。通过减慢...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料旋涂概述旋涂作为一种应用薄膜的方法已经使用了几十年。典型的工艺包括将一小块流体材料沉积到基板的中心，然后高速旋转基板。向心加速度将导致树脂在基材上扩散，留下材料薄膜。最终薄膜厚度将取决于流体材料特性（粘度、干燥速率、固体百分比、表面张力等）和旋转工艺参数（转速、加速度和排烟）。旋涂中最重要的因素之一是可重复性，因为定义旋涂工艺的参数的细微变化会导致涂层膜的剧烈变化旋涂工艺说明典型的旋涂工艺包括将树脂流体沉积到基材表面上的分配步骤、使流体变稀的高速旋涂步骤以及从所得薄膜中去除多余溶剂的干燥步骤。两种常见的分配方法是静态分配和动态分配。静态点胶只是在基材中心或附近沉积一小滴液体。根据流体的粘度和要涂覆的基材的尺寸，这可以在1 到 10 cc 的范围内。更高的粘度和/或更大的基材通常需要更大的水坑以确保在高速旋转步骤中完全覆盖基材。动态点胶是在基材低速转动时进行点胶的过程。在该工艺步骤中，通常使用大约 500 rpm 的速度。这用于将流体散布在基材上，并且可以减少树脂材料的浪费，因为通常不需要沉积那么多来润湿基材的整个表面。在分配步骤之后，通常会加速到相对较高的速度以将流体稀释到接近其最终所需的厚度。此步骤的典型旋转速度范围为1500-6000 rpm，具体取决于流体和基材的特性。此步骤可能需要 10 秒到几分钟的时间。为该步骤选择的旋转速度和时间的组...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料在微电子和机械元件中，各种金属因其各自的电、光、化学或机械特性而被使用。铝、铬、金和铜等元素也可以是湿化学结构，它们特别常见。本章描述了用不同的蚀刻混合物蚀刻这些金属的具体方法，以及用于蚀刻的抗蚀剂掩模的处理方法。本章中所有标有星号(*)的物质是指最后一节中列出的相应物质的常用浓度。铝的蚀刻铝的性能及应用领域铝的密度为2.7 g/cm3，因此属于轻金属。其晶体结构为立方面心型。由于铝的高导电性，它被用作微电子学中的导体，在微电子学中，铝经常与铜形成合金以防止电迁移，或者与硅形成合金以防止(消耗硅的)铝硅合金的形成。标准电位为-1.66伏，铝不属于贵金属。然而，非常薄(几纳米)的Al2O 3膜的形成使得它在许多物质中非常惰性。铝蚀刻剂典型的铝蚀刻剂包含1 - 5 %的硝酸*(用于铝氧化)、65 - 80 %的H3PO 4*用于蚀刻天然氧化铝以及由硝酸、乙酸稳定地新形成的氧化物，以改善蚀刻溶液对衬底的润湿，以及用于硝酸和水的缓冲，以在给定温度下调节蚀刻速率。铝也可以用碱性液体蚀刻，例如。用稀释的氢氧化钠或氢氧化钾。然而，光致抗蚀剂掩模不适合这种情况，因为相应的高酸碱度会在短时间内溶解抗蚀剂膜层，或者在交联负性抗蚀剂的情况下会将其剥离。铝蚀刻的均匀性例如，当使用磷酸作为典型铝蚀刻混合物的成分，溶解铝表面存在的几纳米厚的天然氧化铝膜时，实际的铝蚀刻开始。...
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