扫码添加微信，获取更多半导体相关资料本文研究了湿化学清洗过程中硅(001)表面形成的天然氧化物的均匀性。均匀性由光激发氟刻蚀初始阶段的表面形貌决定。由于光激发氟蚀刻硅的速度比蚀刻氧化硅快40倍，它突出了硅表面上的硅原生氧化物，使它们可以通过扫描隧道显微镜或原子力显微镜观察到。在盐酸:过氧化氢:过氧化氢(1:1:4)溶液中煮沸形成30-70纳米的氧化物岛。岛屿之间的区域没有被氧化。在NH4OH-H2O2-H2O (1:1.4:4)中沸腾也形成直径为30-70 nm的氧化物岛，但是岛间区域被轻微氧化。表面清洗是超大规模集成(ULSI)晶圆加工的一个重要方面。许多工艺受到湿法化学清洗过程中形成的天然氧化物的影响。要开发新的工艺，对形成机理的基本了解至关重要。已经通过包括x射线光电子能谱(XPS)、红外区衰减全反射光谱(ATR-IR)和热解吸光谱(TDS)的方法研究了天然硅氧化物。然而，这些报告仍然局限于生长动力学或化学结构因素，例如低氧化物(SiO x=1-3)、硅氢化物(-SiH，y=1-3)或硅羟基(—SiOH)的量。尽管天然氧化物通常被视为薄而均匀的薄膜，但我们实际上发现它们是岛状结构，通常带有许多针孔。图1显示了氧化物评估原理。数字1(a)显示岛状，1(b)显示针孔。为了研究形状，我们使用光激发氟选择性蚀刻硅和硅氧化物。左侧的图形是蚀刻前的，右侧的图形是蚀刻后的。由于光激发氟气刻...
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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研究了电化学沉积的铜薄膜在含HF的脱氧和非脱氧商业清洗溶液中的腐蚀行为。采用电感耦合等离子体质谱监测Cu2+，利用x射线光电子谱监测硅片表面的氧化态，研究了薄膜铜的溶解和反应动力学。确定了反应动力学相对于心衰和氧浓度都是一阶的。提出了一种涉及氧的Cu0和Cu1+的还原和氧化的动力学方案，这与实验确定的反应动力学顺序和在清洗过程中观察到的不良铜残留物在半导体晶片上的沉积相一致。我们研究目的是研究铜薄膜在含氟化氢和有机化合物的水溶液中腐蚀/溶解的动力学及其与铜互连DD过程的相关性。这种溶液通常用于工业中的等离子体蚀刻后清洗。给出了溶解氧、溶解氧和氟化氢浓度的动力学。实验我们实验使用铜在覆盖硅晶片铜/硅衬底上进行。使用典型的工业电镀设备均匀沉积铜膜，然后进行化学机械平面化步骤，以在DD过程中紧密模拟实际的铜表面。由四点探针法表面电阻率仪测定，铜膜的厚度为400纳米。在进行溶解实验之前，用0.49重量%的氟化氢进行表面处理，以确保表面清洁。进行了一组筛选实验来研究用于表面清洁的HF溶液中的最佳浸泡时间。图1描述了cleanH802的溶解氧浓度1分钟的高频治疗是合适的。这种预处理提供了清洁的表面，在该表面上天然氧化铜被部分去除，以暴露出清洁的元素铜表面。晶片长时间暴露在HF中5分钟没有改变X射线光电子能谱XPS光谱，该光谱由于CuI和Cu08而呈现...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言晶体硅的弹性体表面钝化在生产效率为25%的太阳能电池和准确测量高质量基质中载流子扩散长度方面是必不可少的。硅表面的钝化在历史上一直是通过高温氧化来实现的。高效光伏器件的开发和大块材料的表征中，将界面处的载流子复合降至最低是极其重要的。在这里，我们研究了一种基于临时室温超强酸的钝化方案，它提供了低于1厘米/秒的表面复合速度，从而使我们的钝化膜成为最先进的电介质膜。这项工作中开发的钝化策略将有助于诊断太阳能电池加工条件下的体寿命退化，也有助于量化新钝化方案的电子质量。实验所有使用的硅晶片的晶体取向均为（100），晶片直径为100mm。所研究的样品是四分之一的晶圆。钝化液的制备：为了尽量减少溶液制备过程中的水分污染，我们测量了化学物质，并混合在一个用氮气净化的手套箱中。为了制备溶液，测量出100毫克双(三氟甲烷)磺酰亚胺，然后溶解在50ml无水1,2-二氯乙烷中。溶液被储存在一个带有密封盖的玻璃容器中。我们发现该溶液可以使用多次，但当溶液变得浑浊时，必须准备一种新的溶液。湿化学预处理：对硅表面进行化学优化处理是钝化过程的重要组成部分。使用的水必须是纯度非常高的去离子水。在我们的实验中，去离子水的测量电阻率为18mω，有机杂质含量< 50 ppb。表面钝化程序：表面预处理后，立即将硅样品放入塑料培养皿中，并转移到手套箱中。用N2吹扫手套箱，直到...
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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，氧化锌薄膜因其低成本、低光敏性、无环境问题、特别是高迁移率而被研究作为薄膜晶体管中的有源层来代替非晶硅。此外，氧化锌的低温制造使得在塑料薄膜上制造成为可能。氧化锌(ZnO)半导体由于在低沉积温度下具有高电子迁移率，非常适用于柔性显示和有机发光二极管器件，作为一种新的半导体层取代了薄膜晶体管中使用的非晶硅半导体，在表征方面取得了重大进展。氧化锌的湿法图形化是大规模生产氧化锌薄膜晶体管器件的另一个重要问题。然而，氧化锌薄膜在薄膜晶体管工业中常规使用的湿法腐蚀水溶液中的湿腐蚀行为尚未见报道，本文采用电化学分析方法研究了射频磁控溅射氧化锌薄膜在各种湿溶液如磷酸和硝酸溶液中的湿腐蚀行为。还考察了沉积参数如射频功率和氧分压对腐蚀速率的影响。实验利用射频磁控溅射系统在玻璃衬底上沉积氧化锌薄膜。沉积后立即测量沉积薄膜的厚度。用轮廓仪测量厚度。残余应力测量通过记录沉积前后硅衬底的曲率来进行。薄膜的应力由斯通尼公式得到，电阻率是通过探针站使用传输线方法在氧化锌薄膜上沉积金属薄膜后获得的。在包括硝酸(0.1M)、磷酸(0.1M)、盐酸(0.1M)和乙酸(0.1M)的酸溶液中浸泡5秒钟后，用轮廓仪从厚度梯度经时间测量膜的溶解速率。结果和讨论氧化锌薄膜是通过溅射法制备的，这种方法可以很好地控制薄膜的厚度、均匀性和成分。溅射沉积薄膜的结构和性能受到溅射参数的强烈...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言湿式光掩模清洗依赖于兆频超声波搅拌来增强工艺，但要可靠地最大化粒子去除效率并最小化损坏，还有许多挑战。随着向无薄膜EUV掩模的转变，光掩模工艺更容易受到污染，增加了改进清洁工艺的紧迫性。这一困难主要是由于无法对声场进行适当的测量。典型地，关于声输出的所有已知信息是驱动频率和传送到换能器的电功率，这两个全局参数很少说明基底上的场分布、基底处声音的实际振幅或基底处存在的空化水平(稳定和瞬态)。对于给定的超声过程，空化的振幅在较高的频率下较低。虽然有几项关于1兆赫下粒子去除和模式损伤的研究，但对高于该值的频率下的空化性能知之甚少。实验超声波源：考虑了两种不同的兆频超声波设备。一种是一种新颖的设计，包括一个耦合到倾斜的截顶石英锥的换能器，该石英锥具有悬浮在衬底上的平坦表面，留下大约4cm×6cm[4]的椭圆形足迹。它通过注入在锥体任一侧的清洗液与衬底耦合。二种设备是传统的点簇射器，通过以1.5 L/min的速度流动的直径为4 mm的清洁流体的平滑喷射将喷嘴换能器耦合到基板上方。声学测量方法：两种换能器配置的声学性能通过各种方法来表征，这些方法的应用取决于设备的几何形状及其应用模式。在所有情况下，试验均在室温(22℃)下用去离子水进行，过滤至5 m，脱气至3.5毫克/升O2。校准的针形水听器用于测量声直接场(从声源传播)和两种形式的空化，稳定...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料高效的硅片清洗需要最佳的工艺控制，以确保在不增加额外缺陷的情况下提高产品产量，同时提高生产率和盈利能力。硅半导体器件是在高度抛光的晶片上制造的。晶圆上的划痕和其他缺陷可能会影响最终产品的性能。因此，表面准备是获得干净、镜面抛光、未受损硅表面的关键步骤。化学清洗是一种行之有效的方法，用于去除晶圆表面的污染物。最常见的工艺是RCA清洗，通过两个连续的标准溶液清洗晶圆。标准清洁1 SC1浴(或氨过氧化物混合物APM)由NH4OH和H2O2组成。标准清洁2 SC2浴由盐酸和H2O2制成。有效清洗晶片的关键因素是清洗槽的停留时间和最佳化学浓度。对主要SC1/SC2槽成分的快速在线监测保证了晶片产量的增加，同时降低了缺陷密度。SC1浴从晶片上去除颗粒、薄膜和有机残留物，并在表面形成薄氧化层。然而，过渡金属氢氧化物也可以保留在晶片表面上。也就是说，在后化学机械平面化化学机械抛光清洗顺序中，SC2浴变得至关重要。SC2浴是酸性的，有助于去除表面的碱和过渡金属。这种清洗过程在晶片表面留下一层薄的钝化层，以避免未来的污染。图1 用于清洗液分析的在线近红外光谱(NIRS)系统配置半导体器件越小，从硅片表面去除小颗粒就越困难。因此，半导体制造商在洁净室内部的湿台中执行标准清洁步骤，以控制环境并避免进一步污染。这种设置留给安装分析系统的空间非常有限。此外，应避免在洁净室区...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料我们开发了一种可控、平滑的氢氧化钾基湿法刻蚀技术，AlN和AlxGa1xN之间的高选择性被发现对于基于AlGaN的深紫外发光二极管实现有效的衬底减薄或去除至关重要，从而提高光提取效率。AlGaN的高选择性作为铝组成的函数的机理可以解释为与在N-极性表面顶部的氧化物/氢氧化物的形成和溶解有关。横截面透射电子显微镜分析最终证明这些小丘与下面的螺纹位错无关。迄今为止，氮化铝基板减薄或去除面临许多挑战。例如，由于在AlGaN/AlN界面上没有位错，激光剥离预计不能用于将AlN衬底与假晶AlGaN外延膜分离。此外，反应离子蚀刻(RIE)的蚀刻速率相对较低，会引入等离子体相关的损伤。与这些技术相比，湿法蚀刻具有表面损伤小、成本低的优点，同时易于大面积制造。然而，为了与DUV发光二极管和激光器件制造兼容，更温和和可控的技术是必要的。此外，需要无缺陷选择性蚀刻技术，在这种情况下，可控蚀刻方案可以应用于不同的材料系统，而不管位错密度如何。最近，我们从蚀刻速率、选择性、表面形态和在氢氧化钾水溶液中的化学计量比等方面全面研究了氮化铝和氮化镓单晶样品的湿法蚀刻行为提出了一种与非缺陷相关的蚀刻行为，并证明了在氮化镓上选择性蚀刻氮化铝的潜力。使用氢氧化钾水溶液获得ⅲ极性和N极性表面的选择性蚀刻。蚀刻温度保持在70℃，氢氧化钾的浓度约为0.18摩尔/升。AlGaN大块晶体目前...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言随着半导体技术的发展，为了在有限的面积内形成很多器件，技术正在向多层结构发展。要想形成多层结构，会形成比现有更多的薄膜层 ,这时晶片背面也会堆积膜。目前，在桔叶式设备中，冷却晶片背面膜的方法是翻转。翻转晶片进行蚀刻工艺的话，蚀刻均匀度最好在1%以下。因此，如果一面进行工程，工程时间将增加一倍。为了减少工序时间，对在进行顶面工序的同时进行背面工序的方法进行了评价。本研究旨在制作可安装在晶片背面的蚀刻喷嘴，评价喷嘴的性能，同时控制喷嘴中药液喷射的方向和位置，使用高温(60℃)的药液对晶片背面的膜进行蚀刻，使均匀度低于5%。实验评价中使用的实验设备是晶片顶部的全部进行面食角，底部是可以进行面食角的结构。图1是一个300毫米枯叶植食装置的模拟图，其中包括可以蚀刻晶片背面的喷嘴。晶片背面与喷嘴的距离约为L5厘米，晶片固定为6艘，工艺进行。主轴头最多可旋转2000RPM,使用的晶片为300mm。图2是为晶片背面蚀刻而制作的是一个喷嘴。喷嘴包括药液喷射部分和DIW(DE- Water)各部分组成。药液粉丝孔直径为 0.7毫米，孔与孔之间的间距设计各不相同。孔的间距是根据300毫米晶片的面积设计的。实验中使用的晶片是沉积在硅晶片上约2000 Ao用于蚀刻的药液使用了HF49%,为了提高蚀刻效果，药液的温度上升到了60℃。图1 单晶片加工示意图图2 背面蚀刻喷...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言在太阳能电池工业中，最常见的纹理化方法之一是基于氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液和异丙醇(IPA)。然而，IPA是有毒的，而且相对昂贵，因此人们正在努力取代它。在过去的几年中，硅异质结(SHJ)太阳能电池由于晶体硅的良好性能和薄膜技术的多功能性而引起了光伏行业的兴趣。这些SHJ太阳能电池是通过将薄膜非晶态或微晶硅沉积在碳硅晶片上而形成的。其主要特点是转换效率高、开路电压高、温度系数。这些太阳能电池的性质使它们的界面占主导地位。实验纹理化过程首先在硅晶片上进行了分析。一旦确定了纹理化的最佳条件，该工艺将应用于其他类型的基板，FZ晶片厚度为255-305mm，CZ晶片厚度为280-320mm。晶片直径为100mm，但样品尺寸为40mm40mm。在纹理化过程之前，样品在超声波浴中用乙醇清洗。然后，样品在室温下在1wt%HF：DIW(18.2Mocm电阻率DIW稀释)溶液中蚀刻，以去除天然氧化物。最后用DIW冲洗。在纹理化过程中，晶片浸在一个包含纹理化溶液的盖容器中。这种溶液以前已经使用带有不锈钢温度传感器的数字控制热板在测定温度下加热。当蚀刻时间结束后，从溶液中取出样品，用DIW冲洗，以停止化学反应。结果和讨论使用中等浓度(10wt%)的抛光FZ单晶晶圆样品进行碳酸钠溶液处理。温度在60~901C之间，所有试验的处理时间均保持在30min。结果发现，70...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言清洁是半导体集成电路生产过程中经常反复出现的一个过程步骤。它既可以从前一个过程中去除残留物，也可以为下一个过程准备表面。清洁和薄膜沉积过程的集成是至关重要的。氢氟酸最后一次清洗过程后的沉积延迟会导致环境暴露下裸硅表面的氧化物再生，或仅仅是表面的再污染。这将导致生长模式的改变或薄膜质量的恶化，并最终导致设备性能或生产的下降。实验这项研究使用了导体蚀刻室、电介质蚀刻室、微波剥离室和湿式清洁室的集群工具。清洁室基于Lam的受限化学清洁技术，使用清洁头以高流量流体流扫描晶圆表面，确保持续的化学物质补充和快速的副产品去除。清洁过程的暴露时间约为1秒。对于接触应用，图1使用了65纳米节点兼容的短回路流程，该流程由用于栅极叠层、隔离物和NiSi的标准工艺模块组成。最小尺寸为90纳米的接触孔在25纳米PECVD氮化物/90纳米高纵横比工艺HARP氧化物/200纳米PECVD氧化物的叠层上用“193纳米浸没光致抗蚀剂”构图。使用CO/O2/C4F6/CH2F2氧化物蚀刻和N2/CHF3 Si3N2开口的等离子体工艺顺序蚀刻晶片，随后是CF4/O2/N2微波带。随后，用不同的化学溶液清洗晶片，并研究干蚀刻/剥离和湿清洗之间的延迟时间对清洗效率的影响。用于清洁的化学溶液是去离子水DIW、稀释的氢氟酸HF，在DIW通常为1重量%，或氢氧化铵NH4OH-过氧化氢H2O...
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