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发布时间: 2017 - 12 - 06
在LED外延及芯片制造领域,湿法设备占据约40%以上的工艺,随着工艺技术的不断发展,湿法设备已经成为LED外延及芯片制造领域的关键设备,如SPM酸清洗、有机清洗、显影、去胶、ITO蚀刻、BOE蚀刻、PSS高温侧腐、下蜡、匀胶、甩干、掩膜版清洗等。南通华林科纳CSE深入研究LED生产工艺,现已形成可满足LED产业化项目需求的全自动湿法工艺标准成套设备。 LED 芯片的制造工艺流程为:外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2 沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P 极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。 CSE-外延片清洗机设备 设备名称南通华林科纳CSE-外延片清洗机设备可处理晶圆尺寸2”-12”可处理晶圆材料硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、铌酸锂、钽酸锂等应用领域集成电路、声表面波(SAW)器件、微波毫米波器件、MEMS器件、先进封装等专有技术系统洁净性技术均匀性技术晶圆片N2干燥技术模块化系统集成技术自动传输及精确控制技术溶液温度、流量和压力的精确控制技术主要技术特点系统结构紧凑、安全腔体独立密封,具有多种功能可实现晶圆干进干出采用工控机控制,功能强大,操作简便可根据用户要求提供个性化解决方案设备制造商南通华林科纳半导体设备有限公司 www.hlkncse.com 400-8768-096 ;18913575037更多的外延片清洗设备相关资讯可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncse.com),现在热线咨询400-8798-096可立即获取免费的半导体行业相关清洗设备解决方案。
发布时间: 2017 - 12 - 06
旋转式喷镀台结合微组装工艺对镀制工艺的小批量、多规格和特殊应用要求等特点,在6" (150mm)晶圆电镀系统中采用了倾斜式旋转喷镀技术倾斜式旋转喷镀单元分由两个部分组成,一为阴极夹具、旋转单元、导线电刷、N2 保护单元组成的阴极回转体,二为三角形槽体、阳极和电力线挡板组成的阳极腔。倾斜旋转喷镀结构示意图如下:从镀制结构方式、镀制工艺应用分析可以看出,采用倾斜式旋转喷镀有以下几种优势。一是这种结构方式易实现槽体密封和附加N2 保护功能。二是在这种镀制工艺中,阴极的旋转运动使槽内电场不均问题得以解决,从而提高了镀制的均匀性。三是呈45°倾斜加阴极旋转的方式,可以较容易的祛除晶圆表面的气泡附着及“产生”气泡的消除。四是采用了多微孔进行镀液喷射,实现搅拌功能,消除局部PH值、温度、离子浓度等不均匀带来的影响。五是采用三角形镀槽设计最大限度的减少了镀液的消耗。六是该镀制结构方式可以满足多品种、小批量、低成本的生产需求。倾斜旋转喷镀技术、工艺优势斜式三角镀槽结构本系统采用倾斜式三角形镀槽结构,镀槽入口溢流口均与三角形斜边平行,可得到稳定且不易积累气泡的流场环境。通过进行相关模拟、仿真和验证,镀液入口采用扇形喷咀式结构,可保证镀液在平行于阴极表面方向上形成均匀而稳定的流场。从而通过改变流场的方法改善了镀层的均匀性。该结构的另一优点可使电镀液的用量减至最少程度。 南通华林科纳CSE采用倾斜旋转喷镀方法进行晶圆电镀工艺处理,由于结构上的特点,该方法经实验验证具有:①结构简单;②工艺参数控制容易;③有利气泡的消除;④镀制均匀性得到提高;⑤镀制溶液用量少。该方法尤其适应于小批量、多规格的电镀工艺,同时可以取得较好的镀制均匀性。图6为我们所研制的150mm晶圆倾斜旋转喷镀系统,目前已批量生产并在工艺线上得到较好的应用,产品已通过技术定型鉴定和用户验收。实现的主要工艺指标:最大晶...
发布时间: 2016 - 06 - 22
双腔甩干机1. 应用范围:l 本機台適用於半導體2”4”6”8”晶圓(含)以下之旋乾製程.l 设备為垂直式雙槽體機台,可同Run 50片.l 可對旋乾步驟進行可程式化控制 (Recipe Program).l 具使用在此設備已超過20年以上的應用馬達控制系統設計, 高穩定度Rotor 設計, 震動值均控制於300 um 以下.l 高潔淨設計,微塵控制於每次運轉增加量, 0.3um , 30顆以下.   2. 操作流程3. 图示 4. 規格l 機台內皆使用鐵氟龍製DI , N2 控制閥件l 直流式馬達: DC無刷馬達750Wl 真空負壓軸封設計,隔離槽外污染l 不銹鋼N2過濾器 0.003~0.005μml 氣體加熱器及加熱墊控制乾燥速率l 壓力感測保護(加熱器空燒保護)l 槽外貼Silicon材質加熱墊 x1 片, 220VAC , 300W(溫度開關90°C OFF 70°C ON)l  Viton材質充氣式氣囊及槽後密封環,保持室外絕緣l 不銹鋼槽體SS316經拋光及電解研磨l 單顆螺絲固定轉子,並按客戶需求指定使用訂做l 轉子經拋光及電解研磨,並做動態平衡校正l 可選擇指示燈訊及蜂鳴器音樂故障碼功能: 門鎖警告,氣體不足,傳動異常警告 5. 電控系統l  控制器操作介面: 7”記憶人機+ PLC可程式自動化控制器(人機 Touch Screen,整合介面) 。l 軟體功能Ø 編輯/儲存 : 製程/維修/警示/編輯/配方/,皆可從操作螢幕上修改。Ø 儲存能力記憶模組...
发布时间: 2016 - 03 - 07
枚叶式清洗机-华林科纳CSE南通华林科纳半导体CSE-单片枚叶式洗净装置的特长:单片式清洗装置的优点(与浸渍.槽式比较)1.晶片表面的微粒数非常少(到25nm可对应)例:附着粒子数…10个/W以下(0.08UM以上粒子)(参考)槽式200个/W2.药液纯水的消费量少药液…(例)1%DHF的情况  20L/日纯水...每处理一枚晶片0.5-1L/分3.小装置size(根据每个客户可以定制) 液体溅射(尘埃强制除去)  (推荐)清洗方法单片式装置的Particle再附着问题   更多的半导体单片枚叶式湿法腐蚀清洗设备相关信息可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncas.com),现在热线咨询400-8768-096;18913575037可立即获取免费的半导体清洗解决方案。
发布时间: 2016 - 03 - 07
自动供酸系统(CDS)-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体CSE-CDS自动供酸系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式设备名称南通华林科纳CSE-CDS自动供酸系统设备型号CSE-CDS-N1507设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在自动模式情形...
发布时间: 2018 - 01 - 23
单片清洗机-华林科纳CSESingle wafer cleaner system南通华林科纳CSE-自动单片式腐蚀清洗机应用于清洗(包括光刻板清洗)刻蚀 去胶 金属剥离等;可处理晶圆尺寸2'-12';可处理晶圆材料:硅 砷化镓 磷化铟 氮化镓 碳化硅 铌酸锂 钽酸锂等;主要应用领域:集成电路   声表面波器件  微波毫米波器件  MEMS  先进封装等  设 备 名 称CSE-单片清洗机类  型单片式适 用 领 域半导体、太阳能、液晶、MEMS等清 洗 方 式2英寸——12英寸设备稳定性1、≥0.2um颗粒少于10颗2、金属附着量:3E10 atoms/ cm²3、纯水消耗量:1L/min/片4、蚀刻均一性良好(SiO₂氧化膜被稀释HF处理):≤2%5、干燥时间:≤20S6、药液回收率:>95%单片式优点1、单片处理时间短(相较于槽式清洗机)2、节约成本(药液循环利用,消耗量远低于槽式)3、良品率高4、有效避免边缘再附着5、立体层叠式结构,占地面积小 更多的单片(枚叶)式清洗相关设备可以关注南通华林科纳半导体官网,关注http://www.hlkncse.com ,400-8768-096,18913575037
发布时间: 2017 - 12 - 06
氢氟酸HF自动供液系统-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体CSE-氢氟酸供液系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式 设备名称南通华林科纳CSE-氢氟酸(HF)供液系统设备型号CSE-CDS-N2601设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在...
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氮化镓干法刻蚀研究进展

时间: 2020-12-17
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氮化镓干法刻蚀研究进展

摘要:对比了RIE,ECR,ICP等几种GaN7法刻蚀方法的特点。回顾了GaN1法刻蚀领域的研究进

展。以ICP刻蚀GaN和AIGaN材料为例,通过工艺参数的优化,得到了高刻蚀速率和理想的选择比及形

貌。在优化后的刻蚀工艺条件下GaN材料刻蚀速率达到340nm/min,侧墙倾斜度大于8O。且刻蚀表均方

根粗糙度小于3nm。对引起干法刻蚀损伤的因索进行了讨论,并介绍了几种减小刻蚀损伤的方法。

关键词:氮化镓;下法刻蚀;等离子体;刻蚀损伤

1引言

氮化镓(GaN)材料具有良好的电学特性⋯,如宽的禁带宽度(3.4eV)、高击穿电场(3×106V/Cm)、较高的热导率(1.5w/Cm・K)、耐腐蚀、抗辐射等,是制作高频、高温、高压、大功率电子器件和短波长光电子器件的理想材料。刻蚀是GaN电子器件制造工艺中非常重要的一步,但是GaN材料是极稳定的化合物,其键能达到8.92eV,在室温下GaN不溶于水、酸和碱,在热的碱溶液中以非常缓慢的速度溶解,所以用湿法刻蚀很难获得满意的刻蚀速率,可控性较差『21。与传统的湿法刻蚀比较,干法刻蚀技术具有各向异性、对不同材料选择比差别较大、均匀性与重复性好、易于实现自动连续生产等优点,所以反应离子刻蚀(RIE)、电子回旋共振等离子体(ECR)、感应耦合等离子体(ICP)等多种干法刻蚀方法被应用于GaN材料的刻蚀中。ICP以其廉价的等离子体和高的刻蚀速率等特点受到了更多的关注,ICP工艺参数对GaN ̄U蚀速率的影响及其刻蚀后材料的形貌成为研究重点。随着GaN材料干法刻蚀工艺在器件工艺中的广泛应用,刻蚀损伤对器件特性的影响逐渐受到重视,减小刻蚀损伤同时保证刻蚀速率和良好形貌,成为GaN电子器件刻蚀工艺的优化目标。

2几种常见GaN干法刻蚀方法

RIE。Adesida等人首先报道了用RIE刻蚀GaN材料,获得了大于50nm/min的速率【3l。RIE是通过射频二极管放电产生的高频等离子体对位于射频电极之上的基片进行刻蚀。磁增强反应离子刻蚀(MERIE)方法则能够在不影响刻蚀速率的前提下减小离子能量,从而减小离子损伤,同时提高等离子体浓度。Mouffak等人[4]报道了采用光辅助的RIE刻蚀技术(PA.RIE),该刻蚀技术的刻蚀损伤比RIE明显减小。ECR。Pearton等人首先报道了用ECR ̄I蚀GaN材料,在l5OV偏置电压下用Cl,/H,混合气体获得了70nm/min的速率_5J。ECR等离子体刻蚀在刻蚀速率、选择性、方向性、损伤等方面具有较高的综合指标。

ICP。Shul等人首先报道了采用感应耦合等离子体(ICP)用C1/H/Ar气体刻蚀GaN材料获得了687nm/min的速率。ICP系统具有两个独立的l3.56MHz射频功率源,其中一个在反应室项部产生等离子体,另一个连接到反应室外的电感线圈上,提供了一个偏置电压给等离子体提供一定的能量,达到垂直作用于基片的目的。三种刻蚀方法的对比见表l。

氮化镓干法刻蚀研究进展

IBE,LE。利用具有一定能量的离子束轰击基片表喵进行刻蚀称为离子刻蚀(IBE)。IBE刻蚀的方向性好,各向异性强,缺点是因纯物理过程导致的刻蚀选择性差及较低的刻蚀速率。反应离子束刻蚀(RIBE)技术以不同的反应气体代替了惰性气体,从而提高了刻蚀速度和选择性。

低能量电子增强刻蚀(LE4)是利用较低能量(<15eV)电子与刻蚀材料表面发生作用,造成的刻蚀损伤较小。

3等离子体刻蚀

等离子体刻蚀包括两个部分:离子物理轰击溅蚀和化学反应腐蚀。离子轰击是指等离子体中被加速的高能离子对材料表面进行轰击从而溅蚀材料,它是与衬底偏压有关的物理过程,有利于刻蚀的各向异性,但是无弹性的离子轰击会对表面造成损伤,同时降低刻蚀选择比。等离子体与材料表面会发生化学反应,生成可挥发的刻蚀产物从而达到刻蚀目的,但在较低的离子能量下,化学反应不仅向下而且向两侧腐蚀,是各向同性的刻蚀,这对器件加工很不利。理想的刻蚀过程是两种刻蚀机制很好的结合,这样才能达到刻蚀速率和形貌的优化。

等离子体刻蚀GaN材料气体源通常用Cl,,BC13,SiC14,I2,Br2,CH4,SF6等作为气体源,与Ar,H,,N,等气体混合作为刻蚀气体。各种刻蚀气体的成分和组分的组合能获得不同的刻蚀速率和不同的刻蚀形貌。刻蚀速率和刻蚀形貌与刻蚀产物的挥发性密切相关,表2是常见的GaN刻蚀反应物熔点表。刻蚀过程是一个很复杂的过程,淀积、聚合物的形成以及气象动力学都能影响刻蚀速率_l。选择合适的刻蚀反应气体以及配比对刻蚀效果很重要。

氮化镓干法刻蚀研究进展

等离子体刻蚀在GaN电子器件工艺中广泛应用,比如HEMT和LED的有源区台面非选择性刻蚀、HBT基区和HEMT槽栅的选择性刻蚀以及对刻蚀侧墙要求很高的激光器台面刻蚀等。这些刻蚀工艺中许多都对刻蚀重复性有很高要求,而GaN和A1GaN材料表面氧化层的存在,严重影响了刻蚀重复性和精确度,这是器件刻蚀工艺中急待解决的问题。Buttari等人⋯]提出了先采用优化条件_F的BC1,去除氧化层,而后进行正常条件刻蚀,该方法能明显提高刻蚀重复性。

4刻蚀速率和形貌

刻蚀材料用MOcVD方法在(0001)p ̄单面抛光蓝宅石衬底上生长的GaN和A1叭7Ga3N材料,实验选用A1GaN材料,Al组分27%。

氮化镓干法刻蚀研究进展

在Al组分较高时,GaN/A1GaN选择比略微增大,AIGaN刻蚀速率则略微减小。图1是GaN和AIGaN刻蚀速率、选择比随ICP功率变化曲线;图2是GaN和AIGaN刻蚀速率、选择比随自偏压变化曲线。图1,2中刻蚀条件Cl为20sccm,Ar为10sccm,压力为1.5Pa。图1中自偏压为l80V,图2中ICP功率为600W。图3是GaN和A1GaN刻蚀速率、选择比随反应室压力变化曲线,刻蚀条件为C1,20sccm,Ar10sccm,自偏压为180V,ICP功率为600W。图4为在刻蚀气体中加入O后,刻蚀速率和选择比随氧流量的变化曲线,刻蚀条件为C1,20sccm,Ar10sccm,O0~16sccm,压力1.5Pa,自偏压为180V,ICP功率为600W。

采用扫描电子显微镜(SEM)研究了刻蚀工艺参数对刻蚀台面形貌的影响。参数优化后确定的刻蚀条件为:反应室压力1.SPa,自偏压180V,ICP功率600W,C1,20sccm,Arl0sccm,刻蚀速率达到340nm/min,侧墙倾斜度大于80。。采用原子力显微镜(AFM)测试了刻蚀区域粗糙度,均方根粗糙度(RMS)小于3rim。图5为采用优化的

刻蚀条件刻蚀出的台面侧墙形貌;图6为采用优化刻蚀条件刻蚀出的台面整体形貌。

氮化镓干法刻蚀研究进展

氮化镓干法刻蚀研究进展

5干法刻蚀损伤

等离子体引起的刻蚀损伤对化合物半导体器件的电特性和光特性有显著的影响。由于GaN材料稳定的化学性质,相比其他材料在刻蚀GaN中所使用的刻蚀条件要求有更高的功率、偏压和等离了体密度,这样刻蚀损伤也就更容易发生。刻蚀损伤一般由三个方面组成;0-3等离子体中的元素进入到被刻蚀的材料中,造成非有意掺杂;②离子轰击造成被刻蚀材料化学键的断裂,同时形成了粗糙的表面、悬挂键、缺陷等;③反应产物或掩膜刻蚀产物沾污材料表面和侧面。

采用AFM研究了自偏压和反应室压力对被刻蚀材料粗糙度的影响。从图7和图8可以看出反应室压力和自偏压对刻蚀粗糙度的影响。Hanu21等人通过在C1/Ar中加入BC1,对GaN/A1GaN进行非选择性刻蚀,刻蚀粗糙度比未刻蚀的材料更小,仪为0.495nm。对n+GaN材料增大等离子体密度,离子能量刻蚀后用PL谱测量发现PL谱强度显著下降。用Ar,H的等离子体轰击P型GaN材料后,材料中产生了浅施主能级,降低了受主的浓度[1。材料被刻蚀后会造成材料组成元素的比例适配,N的含量显著减小,形成大量N空位⋯]。元素比失的主要是由于刻蚀过程中高能离子轰击后,N元素更容易形成可挥发的物质而流失,轰击能量越高,Ga和N的比例失配越大。Shul等人报道了GaN场效应晶体管在ECR刻蚀后的损伤情况_I5]。被刻蚀材料在高能离子的轰击F产生深的受主态,从而对材料起到了补偿的作用。刻蚀中还产生了大量N空位,使得栅肖特基特性变坏,泄漏电流增大,击穿电压

减小。对等离子体刻蚀损伤的材料进行湿法刻蚀,能降低刻蚀造成的损伤【1,采用在干法刻蚀后结合短时间湿法刻蚀的方法既可以保证刻蚀速率,又能降低由于干法刻蚀造成的表面粗糙。高温退火能使材料因刻蚀造成的晶格缺陷得到一定程度的恢复。氨气等离子体处理(NPT)【"]能改善Ga和N的比例失配,若结合合适的退火温度和时间,就能使GaN刻蚀损伤有较大的恢复。

氮化镓干法刻蚀研究进展

氮化镓干法刻蚀研究进展

6结语

随着GaN电子器件的应用越来越广泛,对器件的制造工艺要求也日渐提高,干法刻蚀GaN材料的各方面研究也显得更加重要。在划蚀过程中,工艺参数的调整对刻蚀速率、选择比、各向片性等都有显著影响,选择不同的刻蚀气体以及不同的辅助气体时刻蚀各方面也很重要,可使刻蚀效果达到预期日的,同时保证刻蚀速率是优化的目标。现阶段的研究多集中在刻蚀速率以及刻蚀形貌等方向,对于刻蚀机理和损伤机理的研究还有待深入。(免责声明:文章来源于网络,如有侵权请联系作者删除。)


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