掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料摘要在濕法體微機(jī)械加工中，蝕刻特性取決于取向。Si{100}和Si{110}晶片上任何幾何形狀的掩模開(kāi)口的延長(zhǎng)蝕刻導(dǎo)致由最慢蝕刻平面限定的結(jié)構(gòu)。為了制造高尺寸精度的微結(jié)構(gòu)，對(duì)準(zhǔn)沿著晶體方向的掩模邊緣包括這些最慢的蝕刻平面。因此，掩模邊緣的精確對(duì)準(zhǔn)在微/納米制造中很重要。因此，確定精確的晶體方向至關(guān)重要，事實(shí)上，這是確保微結(jié)構(gòu)尺寸精確以提高性能的第一步。在這篇綜述文章中，我們對(duì)精確確定晶體學(xué)方向的不同技術(shù)進(jìn)行了綜合分析。我們已經(jīng)介紹了在二十多年的時(shí)間里提出的確定Si{100}和Si{110}晶片上的結(jié)晶方向的各種技術(shù)。除了詳細(xì)討論每種技術(shù)及其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)之外，我們還對(duì)相關(guān)的限制、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行了批判性分析。我們還總結(jié)了每種技術(shù)的關(guān)鍵方面，并以表格的形式呈現(xiàn)，以方便讀者參考。這篇綜述文章由詳盡的討論組成，對(duì)于在濕法各向異性蝕刻領(lǐng)域中的新手或想了解晶體方向測(cè)定技術(shù)的研究人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)方便的參考。 介紹微機(jī)械加工是MEMS/NEMS工業(yè)中微/納米制造的一個(gè)組成部分。有兩種微加工方法，即表面微加工和體微加工。顧名思義，表面微加工技術(shù)利用襯底(例如晶片)的表面，并且使用表面上沉積的薄膜來(lái)制造微/納米結(jié)構(gòu)。沉積的薄膜用作結(jié)構(gòu)層和犧牲層。另一方面，體微加工選擇性地蝕刻體以制造三維特征、懸梁、薄膜等。體微加工進(jìn)一步分為兩類:干法和濕法蝕刻。干法蝕刻主要使用...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言本文采用電化學(xué)陽(yáng)極氧化法在p型取向硅片上形成多孔結(jié)構(gòu)。電化學(xué)蝕刻的多孔硅(PS)樣品在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)暴露于HCl溶液，導(dǎo)致該材料的穩(wěn)定和增強(qiáng)的發(fā)光。掃描電子顯微照片顯示了伴隨PS表面的HCl處理的深刻變化。通過(guò)幾何方法使用SEM圖像確定PS的孔隙率。有效介質(zhì)近似方法揭示了折射率隨著孔隙率的增加而減小。當(dāng)樣品陽(yáng)極氧化時(shí)，電解液中含有HCl材料表面上Si-H基團(tuán)的濃度有凈下降。在光致發(fā)光研究中觀察到在498 nm處的強(qiáng)可見(jiàn)發(fā)射峰，其相對(duì)于蝕刻參數(shù)的變化沒(méi)有明顯的偏移。介紹多孔硅(PS)由納米級(jí)尺寸的硅線和空隙的網(wǎng)絡(luò)組成，這些空隙是在恒定陽(yáng)極氧化條件下在氫氟酸基電解質(zhì)溶液中電化學(xué)蝕刻晶體硅晶片時(shí)形成的。孔隙率和厚度的精確控制允許定制多孔硅的光學(xué)性質(zhì)，并為光電子技術(shù)中的大量應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。多孔硅由于其在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的室溫光致發(fā)光而引起了極大的關(guān)注。然而，關(guān)于多孔硅表面的光致發(fā)光有兩種不同的假說(shuō)。第一個(gè)包括量子限制效應(yīng)，這是由于分隔孔壁的窄晶體硅壁中的電荷載流子，第二個(gè)是由于作為源光發(fā)射的內(nèi)壁中捕獲的發(fā)光表面物質(zhì)的存在，第三個(gè)是由于表面限制的分子發(fā)射體即硅氧烷的存在。表面鈍化的作用對(duì)于確定多孔層的輻射效率非常重要。多孔硅結(jié)構(gòu)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和與現(xiàn)有硅技術(shù)的兼容性，因此具有廣泛的潛在應(yīng)用領(lǐng)域，例如波導(dǎo)、1D光子晶體、化學(xué)傳感器、生物傳感器...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言半導(dǎo)體工業(yè)中表面處理和預(yù)清洗的重要性是眾所周知的。為了確保良好的薄膜粘附和金屬-半導(dǎo)體接觸的低電阻，酸或堿處理后的某些溶劑或等離子體清洗對(duì)于去除有機(jī)殘留物和表面氧化物是必不可少的。已知多種蝕刻劑可有效去除天然GaAs氧化物。然而，對(duì)于在特定的加工步驟中使用什么樣的處理以及需要什么樣的濃度和加工時(shí)間來(lái)達(dá)到有效的結(jié)果，工業(yè)上幾乎沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化。此外，與制備特定蝕刻化學(xué)物質(zhì)相關(guān)的成本和所涉及的化學(xué)物質(zhì)的有效壽命以前沒(méi)有被仔細(xì)研究過(guò)。這篇合作論文將回顧幾個(gè)大批量生產(chǎn)組織中濕法氧化物去除蝕刻的一般實(shí)踐，以及對(duì)這些實(shí)踐有效性的研究。 介紹作為制造過(guò)程的一部分，所有半導(dǎo)體制造廠都使用酸、堿、溶劑和等離子體清洗來(lái)去除氧化物、抗蝕劑浮渣或GaAs以及相關(guān)的外延化合物。舉例來(lái)說(shuō)，圖案化光致抗蝕劑開(kāi)口可能需要等離子體清潔來(lái)移除在顯影步驟之后殘留的殘余抗蝕劑，且這通常隨后是氧化物移除以確保蒸發(fā)膜的良好粘附。類似地，可能需要表面清潔來(lái)為下一層光刻或電介質(zhì)沉積準(zhǔn)備晶片表面。在濕法處理的情況下，化學(xué)物質(zhì)可以作為通風(fēng)櫥中的浴槽獲得，或者從晶片軌道或其他自動(dòng)單晶片處理工具分配。確定使用什么樣的鍍液、采用什么樣的濃度以及有效的鍍液壽命應(yīng)該是工程的責(zé)任。本文提供了這些選擇的例子，并討論了美國(guó)一些主要制造廠如何利用這些加工步驟。 圖1 在蝕刻前、蝕刻1小時(shí)內(nèi)和間隔2...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料本文將空間交替相移(SAPS)兆頻超聲波技術(shù)應(yīng)用于TSV晶片的刻蝕后清洗工藝，SAPS技術(shù)通過(guò)在兆頻超聲波裝置和晶片之間的間隙中改變兆頻超聲波的相位，在整個(gè)晶片的每個(gè)點(diǎn)上提供均勻的聲能，在這項(xiàng)研究中，使用了5x50 m蝕刻后(博世)TSV晶片，通過(guò)物理分析和電氣測(cè)試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。配備有EDX的SEM用于檢測(cè)清潔前和清潔后的TSV試片的含氟聚合物殘余物(即CXFY)的存在，F(xiàn)IB-SEM用于評(píng)估鍍銅性能，TSV泄漏電流圖和電壓斜坡介電擊穿(VRDB)作為主要電氣可靠性指標(biāo)，也用于評(píng)估清潔效果，測(cè)試結(jié)果表明，兆聲能量可以傳播到TSV的底部，與傳統(tǒng)的單晶片噴淋清洗相比，經(jīng)過(guò)SAPS清洗的晶片表現(xiàn)出明顯的電學(xué)性能提高。硅通過(guò)(TSV)器件是3D芯片封裝的關(guān)鍵推動(dòng)因素，以提高封裝密度和提高器件性能，TSV縮放對(duì)于實(shí)現(xiàn)3DIC對(duì)下一代設(shè)備的好處至關(guān)重要。在這項(xiàng)研究中，空間交替相移(SAPS)兆頻超聲波技術(shù)被應(yīng)用于TSV蝕刻后清洗中的側(cè)壁殘留物去除，SAPS技術(shù)通過(guò)在兆頻超聲波換能器和晶片之間的間隙中改變兆頻超聲波的相位來(lái)向晶片表面提供均勻的聲能，清除殘留物的化學(xué)自由基在稀溶液中產(chǎn)生，并由兆頻超聲波能量促進(jìn)，此外，在超聲攪拌過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡空化的機(jī)械力提高了質(zhì)量傳遞速率，并提高了清洗過(guò)程中殘余物的去除效率(圖1)。與傳統(tǒng)的濕法清洗方法相比，SAPS兆頻超聲波技...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料隨著技術(shù)復(fù)雜性在亞20nm節(jié)點(diǎn)上的加速，半導(dǎo)體制造成本已經(jīng)快速增加，晶圓尺寸從300毫米過(guò)渡到450毫米將是解決這一問(wèn)題的方法之一，平均而言，采用300毫米晶圓的成本比之前的200毫米晶圓降低了30%，300毫米設(shè)備的開(kāi)發(fā)只是簡(jiǎn)單地縮放200毫米工具，這不足以實(shí)現(xiàn)450毫米的成功，工藝技術(shù)、襯底處理/運(yùn)輸和工藝靈活性方面的創(chuàng)新是必要的，主要挑戰(zhàn)如下:先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的清潔度、圖案塌陷和損壞、濕法蝕刻均勻性、降低擁有成本、通過(guò)單晶片工具回收晶片、Si3N4選擇性蝕刻。 對(duì)先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的清潔性：根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖(ITRS ),可以肯定的是，半導(dǎo)體制造的未來(lái)將繼續(xù)面臨表面準(zhǔn)備和關(guān)鍵清洗步驟的重大挑戰(zhàn)，例如對(duì)顆粒和金屬污染的嚴(yán)格要求等，從硬件的角度來(lái)看，它可以從三個(gè)方面來(lái)解決，即室氣氛、流體的質(zhì)量控制以及部件清潔和老化，如表1所示，采用新的室氣氛控制設(shè)計(jì)理念，即使不考慮更大的晶片表面面積(x2.25)，450毫米alpha工具的顆粒性能也與300毫米生產(chǎn)工具相當(dāng)或略好。模式崩潰和損壞：隨著尺寸和間距的縮小，在濕法清洗步驟中圖案坍塌和損壞的風(fēng)險(xiǎn)增加，使用20納米以下的FinFET使其更加脆弱，300毫米工具的可行解決方案，例如IPA干燥、低表面張力流體和先進(jìn)的分配方法，將全部轉(zhuǎn)移到450毫米工具，450毫米濕法清洗工具需要?jiǎng)?chuàng)新的解決方案，目標(biāo)...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料通常在蝕刻過(guò)程之后通過(guò)將總厚度變化除以蝕刻時(shí)間或者通過(guò)對(duì)不同的蝕刻時(shí)間進(jìn)行幾次厚度測(cè)量并使用斜率的“最佳擬合”來(lái)測(cè)量，當(dāng)懷疑蝕刻速率可能不隨時(shí)間呈線性或蝕刻開(kāi)始可能有延遲時(shí)，這樣做有時(shí)可以實(shí)時(shí)測(cè)量蝕刻速率。蝕刻速度應(yīng)與應(yīng)用相稱，需要非常淺的蝕刻的應(yīng)用應(yīng)該具有相對(duì)低的蝕刻速率以保持控制，相反對(duì)于具有非常深的特征的應(yīng)用，實(shí)際上蝕刻速率更快以避免冗長(zhǎng)的處理時(shí)間。重要的是要認(rèn)識(shí)到其他參數(shù)會(huì)影響蝕刻速率，例如開(kāi)口面積的大小或結(jié)構(gòu)的縱橫比(特征寬度/特征深度)，當(dāng)調(diào)整蝕刻速率時(shí)，在均勻性、輪廓或選擇性之間也可能存在折衷，縱橫比也影響蝕刻速率，因?yàn)榭v橫比越大，蝕刻速率越慢。蝕刻中的均勻性是對(duì)特定參數(shù)下整個(gè)晶片一致性的度量，通常，均勻性是指蝕刻速率，但它也可以指其他蝕刻后特征，如選擇性和輪廓，由于數(shù)據(jù)是測(cè)量值的集合，因此通常使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)確定數(shù)據(jù)的分布，通常將一致性稱為一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)西格瑪，另一種方法是使用公式((最大值-最小值)/2 x平均值)，必須記住識(shí)別由于箝位或其他邊緣效應(yīng)而應(yīng)排除度量的區(qū)域。輪廓是指已經(jīng)被蝕刻的特征的輪廓或斜率，有些應(yīng)用需要垂直剖面，有些應(yīng)用需要傾斜剖面，當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)規(guī)范時(shí)，概要文件經(jīng)常被作為要考慮的參數(shù)之一，輪廓控制是材料、工藝和掩模的函數(shù)。選擇性是兩個(gè)蝕刻速率之間的比率，通常是被蝕刻的材料和掩模之間的比率，通常，選擇性...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料本文采用混合酸溶液(H3PO4 : H2SO4 = 1 : 3)和熔融KOH作為濕法腐蝕介質(zhì)，鹽酸作為陽(yáng)極腐蝕介質(zhì)，用掃描電鏡和透射電鏡分別觀察了蝕坑和T-Ds。圖1顯示了在熔融KOH中蝕刻的GaN膜的平面SEM圖像。如圖1中清楚示出的，蝕刻坑都具有相似的對(duì)比度，并且都是發(fā)育良好的六邊形，具有平邊緣和尺寸從0.2pm到1 μm的不同尺寸的面，這意味著蝕坑的來(lái)源是相同的，最大坑B都是孤立的中等坑和的0，下午7點(diǎn)和1點(diǎn)，可以清楚地看到過(guò)蝕刻區(qū)域中的不同凹坑，這說(shuō)明蝕坑不是均勻分布的，蝕坑密度是可靠的，圖1( b)顯示了放大倍數(shù)更高的更清晰的SEM顯微照片，通過(guò)圖1(a ), EPD可以估計(jì)為4 X 107/cnr，圖2顯示了在混合酸溶液中蝕刻的GaN膜的平面圖SEM圖像，蝕坑也不是均勻分布的，它們的尺寸從0，下午1點(diǎn)到0點(diǎn)，5pm具有不同的對(duì)比度，從圖2估計(jì)的EPD約為5X 108/cm-1，比圖1中的EPD大一個(gè)數(shù)量級(jí)，這表明圖2中的蝕坑來(lái)源比圖1中的多。用化學(xué)腐蝕方法，如硝酸溶液(H3PO4 : HzSOq 1 : 3)和熔融KOH，鹽酸蒸氣腐蝕法，掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)研究了GaN薄膜中的腐蝕坑和穿透位錯(cuò)，HCl氣相刻蝕和濕法刻蝕GaN薄膜同一位置的SEM圖像顯示出明顯不同的腐蝕坑密度和形狀，結(jié)果表明，鹽酸氣相刻蝕可...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料這項(xiàng)研究首先集中于去除直接沉積在硅襯底上的193納米厚的光刻膠和BARC層，使用FTIR和橢圓偏振光譜(SE)來(lái)評(píng)估去除效率，在第二部分中，研究了金屬硬掩模/多孔低k鑲嵌結(jié)構(gòu)上蝕刻后光刻膠和BARC層的去除，掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)用于評(píng)估清洗效率，使用平面電容器結(jié)構(gòu)確定暴露于等離子體和濕化學(xué)對(duì)低k膜的介電常數(shù)的影響。圖1顯示了在50°c下使用溶劑基濕法去除后PR/BARC膜的FTIR光譜，原始PR的特征在于分別歸因于PR分子側(cè)基中內(nèi)酯和酯官能團(tuán)的約1795 cm-1和約1730 cm-1處的兩個(gè)吸收峰(數(shù)據(jù)未顯示)，對(duì)于所研究的所有實(shí)驗(yàn)條件，即使清洗時(shí)間很短，PR的吸收峰也完全消失，表明PR層被去除，BARC層更難去除。例如，在30-60秒的短清洗時(shí)間內(nèi)，BARC中酯功能的特征吸收帶(~ 1725 cm-1和1690 cm-1)仍然存在，更長(zhǎng)的清洗時(shí)間導(dǎo)致BARC層的完全去除，如這些吸收帶的完全消失所證明的。圖2顯示了對(duì)于圖案化結(jié)構(gòu)獲得的C/Ti原子比的變化，使用實(shí)驗(yàn)部分中描述的等離子體序列蝕刻BARC和TiN硬掩模層導(dǎo)致在PR外殼中形成含氟和含鈦物質(zhì)，氟和無(wú)機(jī)物質(zhì)的引入使得PR的去除更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)檫@些物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致外殼溶解度顯著降低，使用XPS評(píng)估圖案化結(jié)構(gòu)的去除效率，圖2示出了通過(guò)XPS測(cè)量多孔低介電常數(shù)...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料本文描述了去除金屬硬掩模蝕刻后光致抗蝕劑去除和低k蝕刻后殘留物去除的關(guān)鍵挑戰(zhàn)并概述了一些新的非等離子體為基礎(chǔ)的方法。隨著圖案尺寸的不斷減小，金屬硬掩模(MHM)蝕刻后留下的光刻抗蝕劑更難去除，因?yàn)闆](méi)有或只有很小部分的光刻抗蝕劑(PR)沒(méi)有交聯(lián)的，采用MHM模式，干燥的PR帶通常會(huì)導(dǎo)致低k材料的頂角的第一類等離子體損傷，延伸到MHM層的邊緣下方，這個(gè)受損的區(qū)域在隨后的清洗中很容易受到攻擊，從而產(chǎn)生具有非平面頂部表面的介電線，這反過(guò)來(lái)又會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的線間電容和隔離問(wèn)題，因此探索了替代的非等離子體途徑來(lái)去除MHM上的PR。通過(guò)UV預(yù)處理和浸泡在溶解的溶劑中，從MHM中獲得了良好的PR去除效果，如下圖所示，這一過(guò)程去除了整個(gè)等離子體修飾的PR和有機(jī)BARC層，紫外處理是在222納米準(zhǔn)分子燈在25mW/cm2的真空下進(jìn)行的，沒(méi)有有意加熱，臭氧是通過(guò)以2標(biāo)準(zhǔn)l/分鐘總流量的氧氣流到臭氧發(fā)生器獲得的，其出口的臭氧濃度為20w-ppm，這種臭氧和氧氣混合物通過(guò)溶劑容器底部的擴(kuò)散器起泡，同時(shí)還證明，這三個(gè)方面都是必要的：紫外線預(yù)處理臭氧和溶劑，通過(guò)選擇性地消除每一個(gè)單獨(dú)。首先使用汞探針進(jìn)行的測(cè)量表明，由于單獨(dú)對(duì)部分蝕刻的低k材料進(jìn)行紫外處理，導(dǎo)致的k值增加小于0.1，這個(gè)過(guò)程被認(rèn)為是這樣工作的，紫外處理導(dǎo)致PR外殼中C=C結(jié)合濃度增加，由FTIR分析解釋，這些C=C...
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