扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要在未来几代半导体技术中，清洁工艺将面临在不损坏脆弱结构和几乎不蚀刻基板的情况下去除纳米颗粒的挑战。在这项研究中，我们评估了一组具有代表性的现有兆声清洁工具在热二氧化硅蚀刻低于0.5 Å 的工艺条件下应对这一挑战的能力。颗粒去除和破坏的测试载体包括亲水性硅晶片上的 34 nm SiO2 颗粒和线宽范围分别为 150 至 70 nm 的多晶栅线。在本系列测试中，没有任何工具达到高颗粒去除效率 (PRE) 和对 70 nm 线的低损坏的目标。只有通过降低兆声功率，才能以降低 PRE 为代价来获得更低的伤害。PRE 和损坏的晶圆图显示了特定于工具的模式。五分之二的系统似乎只有两个系统在晶圆级 PRE 和损坏之间显示出简单的直接相关性，这表明需要更多的基础研究来了解兆声波系统中的清洁和损坏机制。介绍在半导体制造中，随着特征尺寸缩小到100 nm 以下，需要将直径为几十纳米的颗粒视为致命缺陷。例如，尺寸大于 45nm 的 90nm 技术节点颗粒被认为是芯片中器件的潜在致命缺陷。 1 由于与基板消耗预算、成本和环境影响相关的几个原因，目前的清洁使用稀释的化学物质蚀刻能力低，需要额外的物理机制，例如超音速搅拌，以去除污染物颗粒。2 随着颗粒尺寸的减小，粘附力与清洁力的比率增加，从而可能影响颗粒去除效率 (PRE)。3 另一方面一方面，晶圆表面可能呈...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要对来自不同供应商的化学品进行了清洁后残留在硅晶片上的金属污染水平的测试。在调查过程中，评估了来自三个供应商的盐酸和氢氧化铵以及来自四个供应商的过氧化氢。在 RCA 标准溶液中清洗晶片，然后测量颗粒计数和金属污染。全反射 X 射线荧光分析用于金属污染测量。热的氢氧化铵-过氧化氢混合物 (APM) 是一种有效的颗粒去除剂，会导致铁沉积在硅上。沉积铁的数量很大程度上取决于混合物中使用的过氧化物的质量，可以通过使用更短的清洁时间来减少。在晶片上的金属浓度和溶液中的金属浓度达到平衡之前，晶片上铁的沉积速率可能在短时间内受到扩散限制。APM 之后的铁浓度对化学混合物的年龄不是很敏感。然而，在老化的化学混合物中沉积了更多的锌。在热盐酸-过氧化氢混合物 (HPM) 之后，还发现了在 APM 之后观察到的相同类型但较弱的铁浓度对化学品供应商的依赖性。铁浓度要低得多。湿化学在晶圆清洗中，最常用的是湿化学法。所谓的 RCA 清洁，基于过氧化氢的热碱性和酸性混合物。广泛应用于硅工业（6）。氢氧化铵、过氧化氢和水的碱性混合物（也称为“RCA 标准溶液 1”或“SC-1”或“APM”）可去除有机表面残留物和多种金属，对去除无机颗粒非常有效。酸性混合物、盐酸和过氧化氢的水稀释液（也称为 4RCA 标准溶液 2 或“SC-2”或“HPM”）旨在去除碱离子和阳离子，如 Al+...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要我们评估了单晶片气溶胶喷雾和兆声波清洁工具的损伤产生和颗粒去除之间的权衡。这是通过计算30 nm 二氧化硅的局部颗粒去除率和 ~ 20 nm 宽非晶硅线的局部损伤通量来完成的。对于气溶胶清洁观察到的清洁和损坏不均匀性是由于对喷嘴的暴露时间不同。兆声波清洗的不均匀性是由于对棒的不同暴露时间以及跨晶片的非等效声能传输。此外，两种技术的等效损伤产生的清洁程度显示为可比的，但与此处使用的实验条件的规范相去甚远。介绍物理清洁方法，如气溶胶喷雾和兆声波清洁目前用于生产线清洁应用的前端和后端，并在颗粒去除方面显示出令人鼓舞的结果。然而，如果没有对图案化基板的平行损伤评估，就不可能在不同的清洁技术之间进行合理的比较。按照半导体器件的 ITRS 路线图，到 2010 年，粒子检测限制和栅极长度应为 18 nm。在这项工作中，我们在具有挑战性的实验条件下研究所需的清洁操作和不希望的损坏生成之间的权衡：30 nm 二氧化硅粒子和线宽为 20 ± 3 nm 的非晶硅线。实验使用300 毫米直径的 Si (100) p 型晶片，其位置平坦度 < 0.40 µm，用于控制旋转污染，其中包含 30 纳米二氧化硅颗粒（来自罗门哈斯的 Klebosol STS-2 胶体二氧化硅浆料）。将原始二氧化硅溶液稀释至 3x10-4 wt%，以便在受控污染后获...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要研究了两种反应离子蚀刻 (RIE) 工艺，以使用两种方法显示 SiO2 和 Si 之间的相对蚀刻选择性 佛罗里达州碳氟化合物气体、CF4 和 CHF3。结果表明，与 CF4 (1.2:1) 相比，CHF3 具有更好的选择性 (16:1)。另一方面，CF4 的 SiO2 蚀刻速率约为 52.8 nm/min，比 CHF3快。关键词：反应离子蚀刻，RIE，Si，SiO2，CHF3，CF4，选择性 介绍在纳米制造中，在 Si 层上蚀刻 SiO2 层（反之亦然）是一种常见的工艺。为确保完全去除目标材料，工艺设计中通常包括 10% 的过蚀刻。然而，对于大多数设备，尽可能少的过度蚀刻是首选。在反应离子蚀刻 (RIE) 工艺中，蚀刻主要通过化学反应进行。反应中的等离子体是由固定在顶部和底部的两个电极之间施加的高频电场形成的。电场还定义了等离子体运动的方向，这使 RIE 工艺具有高各向异性的优点。图 1 显示了本研究中使用的 Oxford 80 Plus RIE，其压板直径为 220 毫米。实验到研究 CF4 或 CHF3 的蚀刻选择性 (SiO2: Si)，在光刻胶中创建了沟槽结构。图 3 显示了该结构的俯视图和横截面。每个沟槽的宽度相同为 100 m。在该结构的制造过程中，SiO2 层通过等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 沉积在硅衬底的...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要本文研究了氧化剂浓度、pH 值和浆料流速对 Si (1 0 0) 晶片化学机械抛光 (CMP) 中材料去除率 (MRR) 的影响。CMP 在碱性浆液中使用氧化铝和氧化铈颗粒与过氧化氢进行。发现两种颗粒材料的应用导致了非常不同的结果。当使用氧化铝颗粒时，MRR 最初随着浆液 pH 值的增加而降低，直到 pH = 9。然而，在浆液的 pH 值达到 10 之前，使用二氧化铈颗粒会增加 MRR。影响是由于颗粒团聚和氧化剂浆料与晶片表面的接触角减小；而后者是由粒子团聚和三价二氧化铈离子的改性引起的。无论颗粒类型如何，浆液流速和氧化剂浓度的影响是相似的——更高的流速或更高的氧化剂浓度会在达到平台之前带来更大的 MRR。其中许多是通过分子尺度上的粘合剂去除机制来解释的。介绍由于其全局平坦化能力，化学机械抛光（CMP）是目前集成电路制造中的主要加工方法。在 CMP 工艺中，将旋转的晶圆压在旋转的抛光垫上，同时将包含一些化学试剂和磨粒的浆料送入晶圆-抛光垫相互作用区。耦合的化学-机械相互作用被认为是抛光过程中材料去除的原因，然而，CMP 中使用的一些化学品是有毒的，这会增加生产成本、产生有毒化学品的处置问题并造成污染。对 CMP 中化学作用的深入了解可以为工艺优化提供一些见解，并在保持高去除率的同时减少化学品的使用。图1泥浆流速对MRR 的影响。曲线(a)：含...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要临时键合将基板连接到载体，以便在减薄到所需厚度后，可以在标准半导体设备中使用“正常”工艺流程进行进一步的背面制造步骤。选择合适的临时粘合剂是薄晶圆处理成功的关键。临时粘合剂的主要要求与其工艺流程、热稳定性、耐化学性和机械强度有关。理想的热稳定性应该允许高达 400C 的高温处理，用于高纵横比通孔中的介电沉积、聚合物固化、回流焊、金属烧结、永久粘合或其他高温处理。粘合剂必须能耐受晶圆减薄后常用的化学品。在加工过程中需要机械强度来牢固地固定薄晶片，特别是在永久键合应用中，否则变薄的晶片会弯曲并阻止键合。挑战在于找到这些问题的同步解决方案，同时允许将减薄的基板轻柔地释放到其最终的永久基板或封装上，而不会造成产量损失或应力。本文将重点介绍通过技术创新出现的一些较新的薄晶圆处理解决方案。介绍垂直的MEMS、IC、存储器和 CMOS 图像传感器的集成受到外形尺寸要求、整个晶圆加工的经济效益以及薄晶圆易碎性的挑战。目前的 200mm 和 300mm 薄晶圆厚度已远远超出自支撑极限，通常为 50 微米或更小。临时晶圆键合和去键合已成为大多数 3D 集成方案所使用的具有挑战性但必不可少的工艺。幸运的是，已经出现了各种解决方案来为这些挑战提供解决方案。可逆粘合剂材料的临时粘合分为两大类：热固化或紫外线固化。临时剥离是通过热脱模、溶剂溶解、激光脱模或机械方法实现的...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要绝缘体上硅（SOI）晶片是目前非常重要的材料，它是通过使用两个硅晶片的晶片键合技术制备的。该生产过程需要在硅晶片表面形成的二氧化硅薄膜非常干净和平坦。为了有效提高氧化后二氧化硅膜厚的均匀性，单片湿法刻蚀法是一种有用的技术。其进一步推进应得到理论计算的支持。因此，在我们之前的研究中开发了使用单晶片湿法蚀刻机进行二氧化硅膜蚀刻的数值计算模型。首先，通过水流可视化获得旋转晶片上的整个水运动，并进行评估以表明可以通过数值计算再现水的速度和层厚度。接下来，假设简单的速率方程，可以得到氟化氢水溶液对二氧化硅的蚀刻速率。该模型可以同时阐明摆动喷嘴的作用。然而，计算和测量之间的蚀刻速率仍然存在小的差异。为了获得准确实用的计算模型，表面化学反应过程及其速率，如朗缪尔模型，应像化学气相沉积一样适当地描述。实验性显示了本研究中使用的单晶片湿法蚀刻机。该蚀刻机有一个直径为 200 毫米的晶片，在圆柱形容器中以 100-1400 rpm 的速度旋转。氟化氢水溶液（3%）从直径 4 毫米的喷嘴垂直于晶片表面以 1 L/min 的流速向下注入 1 分钟。注入后，氟化氢水溶液沿旋转的晶片表面从注入位置输送到晶片边缘，最后从晶片边缘甩出到外部。整个过程在室温下进行，遵循工业条件。由于本研究中使用的氟化氢浓度非常低，晶片表面产生的反应热非常低。此外，快速液体流动将表面温度保持在...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关信息摘要本文介绍了一种低成本低温封装技术，用于在任意基板上制造的MEMS 器件的晶圆级封装。此处介绍的封装工艺不涉及晶圆键合，并且可以在其制造序列完成后应用于各种 MEMS 器件。我们的技术通过聚合物涂层帽利用牺牲聚合物材料的热分解，并且可以应用于表面和本体微机械结构。介绍了高 Q 绝缘体上硅谐振器、厚硅陀螺仪和加速度计的封装。简介晶圆级封装是微系统制造中一项具有挑战性且成本高昂的任务[1]。已经报道了几种用MEMS 器件晶圆级封装的技术，包括各种晶圆键合 [2-6] 和基于牺牲膜的方法。大多数报道的技术要么成本高昂（需要晶圆键合、研磨和帽盖形成），要么需要高温，要么是特定于设备的。图案化包装(PVP)第一种方法更适用于表面微加工器件，例如SOI 谐振器。图 1(a) 显示了封装工艺顺序，称为通过图案化 (PVP) 封装。光可定义牺牲材料 Unity 2000P [9] 首先进行旋涂和软烤。然后使用深紫外曝光 (248nm) 对 Unity 聚合物进行图案化，然后在 110°C 下烘烤显影以分解曝光区域。图案化的牺牲材料被负性光可定义聚合物涂层 Avatrel 覆盖。封装后，通过 Avatrel 的图案化打开焊盘。覆盖MEMS结构的外涂层下的牺牲材料然后在200-300°C热分解以产生气腔。这是该过程中温度最高的步骤。热分解的副产...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料介绍最先进的65 nm 栅极氧化物通常被氮化以减少泄漏并增加 k 值。将它们集成到 65 纳米三栅极氧化物流中是一个真正的挑战。关键是控制入膜的氮浓度峰值位置。实际上，掺入的氮对所有种类的氧化都非常敏感，尤其是湿式操作。关键词：氮化氧化物、三重栅极氧化物、氮浓度分布结果与讨论某些器件需要在同一芯片上集成三重栅极氧化物（图1）。第一个专用于输入/输出功能。第二个，LP（低功耗）用于低电流消耗，最后一个，GP（通用）用于高速应用。使用了几个湿法处理步骤并与 LP 栅极氧化物相互作用。这些氧化物是通过快速热氧化、等离子体氮化和 PNA（氮化后退火）产生的（图 2）。必须严格控制三个主要参数才能获得可重现和准确的设备性能：厚度、氮深度分布和含量。虽然氮位于90 nm 节点中的氧化物衬底界面处，但它在 65 nm 节点中更靠近顶部表面，以防止任何 NBTI 问题（图 3）。这些剂量分布图通过两个步骤获得：湿斜角蚀刻，然后沿晶片直径进行XPS 测量。两种斜角蚀刻轮廓是可能的：从上到下（在 HF 浴中缓慢浸入）或旋转蚀刻机上的径向轮廓。结论需要栅极氧化物等离子体氮化来实现C065 执行器件。为了获得稳健的可制造性，这些栅极氧化物必须获得良好确定的氮分布。此外，需要特别注意进一步的氧化，以保证准确的过程控制。SPM 具有特别高的氧化能力。因此，需要尽可能限制剥离...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要GaN、AlGaN 和 InGaN 等宽带隙 (WBG) 半导体的应用范围从照明和紫外线 (UV) 技术到高功率、抗辐射、高温、太赫兹 (THz) 和亚太赫兹电子和热电子学. 纤锌矿（六边形）对称性使这些材料与传统的立方半导体截然不同。与纤锌矿晶体结构相关的自发极化和压电极化在 AlGaN/GaN、AlInN/GaN 和 AlGaN/InGaN 界面产生二维电子气，其片层浓度比 Si CMOS 中的高 10 到 20 倍。高载流能力和高击穿场使这些材料非常适合高功率应用。通过改变摩尔分数来调整 AlxGa1-xN 和 InxGa1-xN 的能隙会改变它们发射或吸收的光的波长，并使光和紫外线发射器、太阳能电池和光电探测器在太赫兹和红外线到深紫外线范围内工作。使用 InGaN 的蓝色、绿色和白色 LED 彻底改变了智能固态照明。AlGaN UV LED 用于水净化、对抗抗生素抗性细菌和病毒，并显着延长产品储存时间。InN、ZnO 和 BN 具有与 AlN/GaN 系列竞争的潜力。金刚石不仅作为记录散热的基材重新出现，而且作为可行的太赫兹探测器材料重新出现。WBG 技术有许多难以解决的问题。WBG 材料中的高位错密度导致深 AlGaN UV LED 的效率低和高功率器件的可靠性问题。介绍硅技术正走向成熟。自从达到20 nm 特征以来，每个 Si 晶...
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