扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言 氢氧化钾溶液中硅的各向异性刻蚀是微机械加工中的一项重要技术。氢氧化钾蚀刻硅的残留物沉积通常被认为是该技术的缺点。在这份报告中，我们利用这种残留物作为第二掩模层来制造两层复杂结构。设计并测试了尺寸在15-150米范围内、间隙距离为5米的方形图案。当衬底在氢氟酸溶液中被过度蚀刻超过阈值时，出现残余掩蔽层。根据二氧化硅和残留物两种不同的掩蔽层，得到了由类壁结构包围的两层微锥结构。残余掩蔽层是稳定的，并且可以在氢氧化钾蚀刻中存活很长时间，以实现深硅蚀刻。研究了刻蚀剂浓度、温度、刻蚀时间和图形尺寸等工艺参数。通过良好控制的两层结构，可以设计有用的结构用于未来的等离子体和微流体装置。 介绍 氢氧化钾蚀刻硅的残留物沉积是众所周知的，这通常被认为是这种制造技术的缺点。在这项工作中，我们利用残余物作为第二掩模层来制造两层微结构。不同图案尺寸的方形阵列微机械从15到150米和5米的间隙距离已经被设计和测试。正常的微锥可以通过在氢氟酸和氢氧化钾溶液中蚀刻控制良好的二氧化硅和硅来制造。当衬底在HF中被过度蚀刻以获得更大的间隙时，第二层壁状结构出现在第一层微锥体之间。仔细控制制造参数，两层结构尺寸可以精确调整。残留物掩蔽层坚固稳定，比氢氧化钾蚀刻的二氧化硅掩蔽层存活时间更长，最...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料介绍 对于大多数半导体而言，阳极氧化需要价带空穴。因此，人们期望该反应发生在黑暗中的p型半导体和仅在(超)带隙光照射下的n型半导体。氢氧化钾溶液中硅的化学蚀刻包括两个主要步骤:氢氧化物催化的硅-氢表面键的转化产生硅-氢氧化物(和二氧化硅)和通过与水的反应破坏超极化的硅。后一步再生表面氢化物。注意到硅蚀刻和有机硅化学之间的相似性，并且蚀刻各向异性是基于在OH离子的亲核攻击期间形成的五配位过渡态来解释的 实验 实验在(100)和(111)取向的表面上进行。Okmetic提供直拉生长的n型(磷掺杂，1–10厘米)和p型(硼掺杂，5–10厘米)硅(100)晶片。为了在(100)个表面上进行测量，硅片被切成2厘米×2厘米的样品。这些样品的暴露表面积为1.50cm2.在轮廓分明的(111)表面上的测量是在仅暴露掩模(100)表面(掩模开口宽度:100米)上的(111)面的V形槽电极上进行的。为了制备样品，LPCVD在晶片上沉积了300纳米厚的富硅氮化物(SiRN)掩模层(200托，850℃，70sccm SiH2Cl2，18sccm NH3)。通过等离子体蚀刻(DRIE)接着磷酸蚀刻(85%)在氮化物层中打开窗口。使用了两个光刻步骤[5，6]。第一个掩蔽步骤用...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料介绍 在本研究中，我们使用不同的湿化学蚀刻条件来蚀刻硅、锗和硅锗，并将硅锗蚀刻速率数据扩展到锗摩尔分数在20%和100%之间。比较了三种情况下的刻蚀速率:I .在槽中的覆盖刻蚀，ii .在单晶片旋转处理器中的覆盖刻蚀，以及iii .硅锗/硅异质结构的横向刻蚀。实验 通过减压化学气相沉积(RP-CVD)在Si100衬底上的厚的线性渐变Si1yGeY y x缓冲层上生长厚度约为1 μm的本征Si1xGeX层.14在生长的叠层上使用化学机械抛光来去除表面交叉影线。用卢瑟福背散射光谱法验证了不同合金中锗的含量。此外，为了进行比较，研究了在Si100 15和纯Si100晶片上的反相化学气相沉积生长的热循环2.5 m锗层。在蚀刻以形成合适的蚀刻步骤之前，用聚合物部分掩蔽样品。在蚀刻和去除掩模之后，使用Dektak 6M触针表面轮廓仪测量蚀刻步骤的高度。蚀刻时间在30秒到10分钟之间，在室温25℃和轻微搅拌下在聚丙烯烧杯中进行。 图 1 随着时间的推移，从新制备的溶液的低蚀刻速率开始，并在48小时后达到更高且恒定的蚀刻速率。老化对于获得H2O2、CH3COOH及其反应产物过乙酸(作为氧化物质)浓度的稳定平衡是必要的。&#...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料摘要 研究了高频和高频/HCI溶液中的不同平衡点，并研究了SiO2的蚀刻反应作为高频溶液中不同物种的函数。基于HF二聚体的存在，建立了一种新的SiO~蚀刻机制模型， SiO2在高频溶液中的溶解是在集成电路制造的一个基本步骤。Mat和Looney~研究了二氧化硅在高频溶液中的蚀刻速率作为浓度、温度、氧化物生长过程和溶液搅拌的函数。介绍稀释度高频解中的平衡点 在稀高频溶液中，高频=H++F([3]HF+F-=；对于平衡常数(反应r~和r2的1和K2，其值分别为6.8510 4 工具/l和3.963l/工具。~这些是25~处的平衡常数，并为零离子强度进行校正。我们表明，稀高频溶液中的离子强度非常低，因此可以使用这些值。此外，由于离子强度较低，计算可以用浓度而不是活性来进行的。项研究表明，必须考虑(HF)2F-、(HF)3F-和(HF)4F的形成，以解释观察到的高频溶液的酸性，而不是仅从反应r~和r2的平衡中得到的酸性。同样，Farrer和Rossotti6早期表明，(HF)2F-、(HF)3F-和(HF)4F-在高达1MHF的HF溶液中不存在。此外，对于推导SiQ的蚀刻机制，0~1M的区域是最敏感的。图1 在不考虑二聚反应r3的情况下...
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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高频的脱氧和非脱氧商业清洗溶液中的腐蚀行为，进行了电位动力学极化实验，以确定主动、主动-被动、被动和跨被动区域。腐蚀率是由塔菲尔斜坡计算出来的。利用电感耦合等离子体质谱ICP-MS和x射线光电子光谱XPS，研究了溶液中过氧化氢的加入及其对腐蚀的影响。ICP-MS和势动力学方法产生了相当的铜溶解率。使用原子力显微镜和扫描电镜显微镜，在清洗溶液处理前后进行的表面分析，没有显示任何点蚀腐蚀的迹象。清洗溶液中过氧化氢的存在导致对铜溶解率的抑制超过一个数量级。我们将这种现象归因于XPS在晶片表面检测到的界面氧化铜的形成，并在稀高频中以较慢的速率溶解。 实验衬底： 实验使用铜在覆盖硅片衬底上进行。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。铜薄膜的厚度约为400nm，由四点探针方法表面电阻率计、高尔迪安制造公司、SRM-232模型和横截面扫描电子显微镜SEM确定。 清洗溶液： 电化学和溶解实验使用半导体清洁化学溶液进行。其由93wt%的乙二醇、4wt%的氟化铵、0.033wt%的氟化氢和3wt%的水组成。清洗溶液的酸碱度为6.8...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言 为了评估用各种程序清洗和干燥的晶圆表面的清洁度，我们通过高灵敏度的大气压电离质谱(APIMS)成功地分析了这些晶圆表面的排气量。特别是，通过将晶片表面的解吸气体引入APIMS，研究了IPA蒸汽干燥后异丙醇(IPA)的解吸和晶片中的水分。结果表明，在这些实验条件下，定性和定量的微量杂质小至单分子吸附层的1/10。结果证实，湿化学过程和干燥方法对晶片表面条件的影响。 本文介绍在硅片上吸附分子的分析结果。为了估计湿式化学处理后的微污染，表面分析是通过用大气压力电离质谱(APIMS)测量来自晶片表面的解离气体来进行的，它显示出极好的灵敏度(1ppb到低于0.01ppb)。APIMS不仅具有高灵敏度，而且能够连续检测杂质，因此可以以高分辨率监测工艺气体中微量杂质含量的动态变化。 实验 为了研究杂质分子在超薄载流子气体环境中加热从晶圆表面的解吸，将晶圆表面的解吸气体与载流子气体一起运输，并引入APIMS分析仪的离子源。图1为实验装置的示意图。它由气体供应系统、具有金属配件的加热室、护套加热器和分析设备(APIMS)组成。为了对从晶片表面剥离的微量杂质进行可靠的分析，我们利用超精益技术的概念构建了整个油管系统。 图1...
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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...
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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...
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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...
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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...
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