掃碼添加微信，獲取相關(guān)半導(dǎo)體資料引言本文描述了用于III族氮化物半導(dǎo)體的選擇性側(cè)壁外延的具有平面?zhèn)缺诳堂娴墓栉⒚缀图{米鰭的形成。通過濕法蝕刻取向的硅晶片生產(chǎn)鰭片。使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積來沉積二氧化硅，以產(chǎn)生硬掩模。二氧化硅通過分別用于微米和納米鰭的光和電子束光刻形成圖案，隨后在氫氟酸中進(jìn)行濕法蝕刻。使用用異丙醇(IPA)稀釋的四甲基氫氧化銨(TMAH)以及具有表面活性劑(Triton-X-100)的硅摻雜TMAH/IPA溶液進(jìn)行濕法蝕刻以產(chǎn)生硅鰭。使用原子力顯微鏡和掃描電子顯微鏡來確定形貌，包括鰭之間區(qū)域的表面粗糙度和硅的蝕刻速率。 介紹硅蝕刻在圖案從光掩模轉(zhuǎn)移到襯底之后，下一步是蝕刻襯底，以獲得與抗蝕劑上完全相同的圖案。硅蝕刻有兩種分類標(biāo)準(zhǔn)。一種是基于蝕刻形狀；另一種是基于蝕刻技術(shù)。蝕刻后的硅的形狀可以是圓形的，也可以是尖角形的，分別稱為各向同性蝕刻和各向同性蝕刻。對(duì)于IC制造，最常用的蝕刻技術(shù)包括濕法蝕刻、等離子體蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻，其中大多數(shù)可用于硅蝕刻。 各向異性蝕刻和各向同性蝕刻各向同性蝕刻是一種非定向移除部分基板的蝕刻方法(圖2.1 (a))，從而產(chǎn)生圓角。相反，各向異性蝕刻意味著每個(gè)晶體取向具有不同的蝕刻速率，因此拐角是尖銳的(圖2.1 (b)、(c))。(100)取向硅的各向異性蝕刻形狀是底角為54.74°的等腰形狀(圖2.1 (...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料半導(dǎo)體制造業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是硅的表面污染薄片。最常見的是，硅晶片僅僅因?yàn)楸┞对诳諝庵卸晃廴荆諝庵泻懈叨鹊挠袡C(jī)顆粒污染物。由于強(qiáng)大的靜電力，這些污染物牢固地結(jié)合在硅晶片表面，給半導(dǎo)體制造行業(yè)帶來了許多令人頭痛的問題。為了正常工作，硅晶片必須完全沒有任何污染物。然而，去除這些污染物并不是最簡單的任務(wù)，因?yàn)楣杈浅Ｒ姿?。因此，半?dǎo)體制造企業(yè)必須堅(jiān)持精心制定的清潔計(jì)劃，確保晶圓表面恢復(fù)到清潔狀態(tài)，同時(shí)保持最小的損壞風(fēng)險(xiǎn)。為了最有效地清洗硅片，硅酮制造商推薦以下清洗步驟:第一步:溶劑清洗半導(dǎo)體制造企業(yè)使用溶劑成功去除硅片表面的油和有機(jī)殘留物。雖然溶劑確實(shí)能去除這些污染物，但溶劑本身也會(huì)在晶片表面留下殘留物。由于這個(gè)原因，實(shí)施了雙溶劑方法以確保晶片回到無污染狀態(tài)。溶劑清洗方法概述如下:·準(zhǔn)備兩個(gè)浴槽，一個(gè)玻璃容器裝有丙酮，另一個(gè)裝有甲醇。·將丙酮容器放在加熱板上，將丙酮加熱至不超過55°c的溫度。·一旦變暖，將硅片浸泡在丙酮浴中10分鐘。·丙酮浴完成后，取出硅片并將其放入甲醇容器中5分鐘。·時(shí)間一到，將晶片從甲醇中取出，在去離子水中沖洗。·用氮?dú)獯蹈晒杵?#160;第二步:清潔RCA-1通過混合5份去離子水和1份氫氧化銨(27%)開始準(zhǔn)備RCA槽。將RCA容器放在加熱板上，將...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言與硅器件、電路和系統(tǒng)相關(guān)的研究和制造通常依賴于硅晶片的濕化學(xué)蝕刻。深度蝕刻和微加工、成型和清洗需要使用液體溶液溶解硅。此外，濕化學(xué)通常用于單晶硅材料中的缺陷描繪。本文綜述了工程師們使用的典型濕化學(xué)配方。盡可能多的來源已被用來提出一個(gè)蝕刻劑和工藝的簡明清單。 晶圓清洗通常使用一系列化學(xué)物質(zhì)來清洗硅晶片。該序列首先由RCA實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，因此通常被稱為RCA過程。這種化學(xué)順序不會(huì)侵蝕硅材料，而是選擇性地去除殘留在晶片表面的有機(jī)和無機(jī)污染物。以下是典型的RCA流程；在整個(gè)工業(yè)中，對(duì)順序和化學(xué)比例的排序有許多變化。一般清洗:一般清洗是通過使用硫酸和過氧化氫的混合物來完成的?；旌线@些化學(xué)物質(zhì)是危險(xiǎn)的，會(huì)產(chǎn)生極高的熱量。這種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的清洗去除了晶片上的有機(jī)和無機(jī)污染物。建議清洗2-10分鐘。清潔步驟后，需要在去離子水中進(jìn)行強(qiáng)力沖洗。·顆粒去除:在5∶1∶1的去離子水∶氫氧化銨∶過氧化氫混合物中的兆頻超聲波清洗(約70 ℃)將從晶片上去除二氧化硅和硅顆粒，以及去除某些有機(jī)和金屬表面污染物。建議清洗2-10分鐘。清潔步驟后，需要在去離子水中進(jìn)行強(qiáng)力沖洗。·氧化物去除:在1:20的HF:DI水中浸泡15-60秒將去除晶片表面的自然氧化物層和氧化物中的任何污染物。HF極其危險(xiǎn)，必須小心處理。清潔步驟后，需要在去離子水中進(jìn)行強(qiáng)力沖洗。&#...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言本文主要闡述在補(bǔ)救InGaP/GaAs NPN HBT的噴霧濕法化學(xué)腐蝕過程中光刻膠粘附失效的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。確定了可能影響粘附力的幾個(gè)因素，并使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)方法來研究所選因素的影響和相互作用。確定的最顯著的粘附性改進(jìn)是在光致抗蝕劑涂覆之前立即結(jié)合了天然氧化物蝕刻。除了改善粘附性，這種預(yù)涂處理還改變了，使得與未經(jīng)表面處理的晶片相比，反應(yīng)限制蝕刻更加各向同性；輪廓中都具有正錐度方向，但錐角不相同。改變后的剖面使我們能夠使用5200的蒸發(fā)金屬，不經(jīng)平面化，生產(chǎn)出具有5×5 m發(fā)射極的完全可探測的HBT。 介紹光致抗蝕劑粘附在濕法蝕刻的結(jié)果以及隨后的電氣和光學(xué)器件的產(chǎn)量中起著關(guān)鍵作用。有許多因素會(huì)導(dǎo)致光致抗蝕劑粘附到半導(dǎo)體襯底上。然而，公開文獻(xiàn)中關(guān)于砷化鎵的信息非常少，硅常用的方法，如六甲基二硅氮烷(HMDS)預(yù)處理可能對(duì)GaAs無效。此外，GaAs的表面很難控制，可能對(duì)看似微小的工藝條件很敏感，例如用水沖洗晶片的時(shí)間長度。據(jù)我們所知，只有一篇參考文獻(xiàn)引用了在GaAs上使用預(yù)涂自然氧化物蝕刻來提高粘附性。該參考研究表明，基于水滴接觸角實(shí)驗(yàn)，預(yù)涂處理是有前途的，并且在光致抗蝕劑顯影步驟之后驗(yàn)證了粘附性。沒有參考文獻(xiàn)引用在濕法蝕刻過程中使用預(yù)涂處理進(jìn)行粘合也不影響對(duì)濕法蝕刻輪廓的觀察效果，這通常歸因于蝕刻劑的GaAs晶體結(jié)構(gòu)...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言雖然通過蝕刻的結(jié)構(gòu)化是通過(例如抗蝕劑)掩模對(duì)襯底的全表面涂層進(jìn)行部分腐蝕來完成的，但是在剝離過程中，材料僅沉積在不受抗蝕劑掩模保護(hù)的位置。本章描述了獲得合適的抗蝕劑掩模的要求、涂層方面的問題，以及最終去除其上沉積有材料的抗蝕劑掩模。 基本原理圖124顯示了過程se-中的基本差異，通過蝕刻構(gòu)造薄膜時(shí)的順序(左欄-umn)和提升關(guān)閉(右欄)。對(duì)于蝕刻工藝，光致抗蝕劑處理是在先前施加的涂層上進(jìn)行的，而在剝離工藝中，涂層被施加到現(xiàn)有的涂層上光刻膠結(jié)構(gòu)。隨后的實(shí)際剝離去除了抗蝕劑結(jié)構(gòu)和沉積的材料同時(shí)通過抗蝕劑掩模的開口直接施加到襯底上的材料根據(jù)需要保留在那里。如圖所示，用于抗蝕劑處理的光掩模必須倒置或交替使用當(dāng)在蝕刻和剝離工藝之間改變時(shí)，光刻膠的正性和負(fù)性處理。 圖124 通過蝕刻工藝(左)和剝離工藝(右)構(gòu)造(例如金屬)層的基本工藝順序 與蝕刻工藝相比的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)只有當(dāng)阻止了抗蝕劑側(cè)壁的涂覆時(shí)，剝離過程才實(shí)現(xiàn)可再現(xiàn)的限定結(jié)構(gòu)，這在各向同性濺射工藝中是不可能的。對(duì)于諸如金或氮化硅的一些材料，由于施加到其上的抗蝕劑掩模的粘附性差，濕法化學(xué)蝕刻是有問題的，因此干法蝕刻或剝離是合理的替代方案。如果所需的化學(xué)物質(zhì)不能用于例如工作，則濕法化學(xué)蝕刻工藝不適用安全原因。如果由于涂覆過程及其持續(xù)時(shí)間而對(duì)襯底有很高的加熱，剝離過程是關(guān)鍵的...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言包括GaN和SiC在內(nèi)的寬帶隙半導(dǎo)體已被證明適用于高功率微波電子器件。AlGaN/GaN基本的研究結(jié)果令人印象深刻。雙極性器件由于其固有的更高功率密度和潛在的更高速度，對(duì)高功率電子器件也很有吸引力。然而，由于普通材料的活化能較大，已經(jīng)證明在GaN膜中實(shí)現(xiàn)高p型導(dǎo)電性非常困難。這導(dǎo)致GaN N-p-n異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBTs)中的基極電阻過大。在本文中，我們解決了基極電阻的來源，并提供了這個(gè)問題的實(shí)驗(yàn)和理論解決方案。 介紹基極接觸電阻由于半導(dǎo)體的大功函數(shù)以及低的受主電離效率，難以實(shí)現(xiàn)與p-GaN的低電阻歐姆接觸。通常獲得10-3ω-cm2范圍內(nèi)的特定接觸電阻。最近，提出了一種新型的金屬-半導(dǎo)體接觸，即所謂的極化增強(qiáng)接觸。這一概念基于薄GaN基合金中存在的由極化效應(yīng)產(chǎn)生的大內(nèi)部電場。在這種接觸中，極化感應(yīng)電場增強(qiáng)了典型隧道接觸中空間電荷區(qū)的電場，導(dǎo)致空穴的隧穿距離更短，接觸電阻降低。圖1示意性地示出了這種效果。 圖1 a)傳統(tǒng)金屬/ p型半導(dǎo)體接觸和b)極化增強(qiáng)接觸的能帶圖我們考慮生長在AlGaN層上的GaN薄層的情況，其中GaN具有內(nèi)部極化效應(yīng)產(chǎn)生的電場。假設(shè)金屬和GaN層之間有一個(gè)三角形勢壘，接觸電阻可以用解析方法計(jì)算，參數(shù)為GaN層厚度d、金屬-半導(dǎo)體勢壘高度φB和內(nèi)部電場強(qiáng)度e。圖2顯示了最小GaN層厚度與產(chǎn)生特定接...
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掃碼添加微信，獲取更多把半導(dǎo)體相關(guān)資料引言本次在補(bǔ)救InGaP/GaAs NPN HBT的噴霧濕法化學(xué)腐蝕過程中光刻膠粘附失效的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。確定了可能影響粘附力的幾個(gè)因素，并使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)方法來研究所選因素的影響和相互作用。確定的最顯著的粘附性改進(jìn)是在光致抗蝕劑涂覆之前立即結(jié)合了天然氧化物蝕刻。除了改善粘附性，這種預(yù)涂處理還改變了GaAs，使得與未經(jīng)表面處理的晶片相比，反應(yīng)限制蝕刻更加各向同性；輪廓在都具有正錐度方向，但錐角不相同。改變后的剖面使我們能夠使用5200的蒸發(fā)金屬，不經(jīng)平面化，生產(chǎn)出具有5×5 m發(fā)射極的完全可探測的HBT。 介紹光致抗蝕劑粘附在濕法蝕刻的結(jié)果以及隨后的電氣和光學(xué)器件的產(chǎn)量中起著關(guān)鍵作用。有許多因素會(huì)導(dǎo)致光致抗蝕劑粘附到半導(dǎo)體襯底上。然而，公開文獻(xiàn)中關(guān)于砷化鎵的信息非常少，硅常用的方法，如六甲基二硅氮烷(HMDS)預(yù)處理可能對(duì)GaAs無效。我們的歷史蝕刻工藝進(jìn)行了兩個(gè)主要的工藝改變，首先，我們從Clariant AZ4330光刻膠切換到Shipley SPR220-3。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，后一種抗蝕劑具有更好的旋轉(zhuǎn)均勻性和分辨率，但是其對(duì)GaAs的粘附力略次于AZ4330。其次，我們將濕蝕刻從基于手動(dòng)浸沒的工藝轉(zhuǎn)移到SSEC 3300噴霧蝕刻系統(tǒng)。雖然有可能產(chǎn)生更好的蝕刻均勻性和可重復(fù)性，但是噴霧蝕刻系統(tǒng)可能是對(duì)光致抗蝕劑粘附力...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料溶液中顆粒和晶片表面之間發(fā)生的基本相互作用是范德華力(分子相互作用)和靜電力(雙電層的相互作用)。近年來，與符合上述兩種作用的溶液中的晶片表面上的顆粒粘附機(jī)制相關(guān)的研究蓬勃發(fā)展，并為闡明顆粒粘附機(jī)制做了大量工作。大多數(shù)物質(zhì)在與溶液接觸時(shí)，會(huì)獲得表面電荷，膠體化學(xué)中就是這么說的。據(jù)認(rèn)為，這種電荷是由固體表面電離、離子吸附到固體表面和離子溶解引起的。溶液中的帶電固體表面影響界面周圍區(qū)域的離子分布；與帶電固體表面符號(hào)相反的離子被拉向界面，而符號(hào)相同的離子被迫離開界面。這樣，在溶液中的帶 電界面形成雙電層，并隨后影響與晶片表面相關(guān)的顆粒吸附和去除。接下來，將簡要說明ζ電勢。如果一個(gè)固體浸入溶液中時(shí)，在固-液界面上存在雙電層。圖10.1顯示了一個(gè)固體—液體界面的結(jié)構(gòu)模型，它是基于斯特恩的理論，適用于帶正電荷的表面。在這個(gè)雙電層中，在幾乎是固體的部分，有一個(gè)吸收相反離子的斯特恩層。此外，擴(kuò)散層存在于其外部。船尾層外側(cè)存在一個(gè)滑移面。這個(gè)滑移面的電勢稱為ζ電勢?；泼嫖挥谝后w中的某處，而不是正好在固-液相邊界。ζ電勢用于解釋顆粒對(duì)晶片表面的粘附和去除。圖10.2顯示了溶液中顆粒和晶片表面的示意圖。例如，由于吸收H”離子，推測兩個(gè)表面都帶正電。在...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言氫氧化鉀(KOH)是一種用于各向異性濕法蝕刻技術(shù)的堿金屬氫氧化物，是用于硅晶片微加工的最常用的硅蝕刻化學(xué)物質(zhì)之一。各向異性蝕刻優(yōu)先侵蝕襯底。也就是說，它們?cè)谀承┓较蛏系奈g刻速度比在其他方向上的蝕刻速度快，而各向同性蝕刻(如HF)會(huì)向所有方向侵蝕。使用KOH工藝是因?yàn)槠湓谥圃熘械目芍貜?fù)性和均勻性，同時(shí)保持了較低的生產(chǎn)成本。異丙醇(IPA)經(jīng)常添加到溶液中，以改變從{110}壁到{100}壁的選擇性，并提高表面光滑度。氧化物和氮化物在KOH中都蝕刻緩慢。氧化物可以在KOH蝕刻浴中用作短時(shí)間的蝕刻掩模。對(duì)于更長的時(shí)間，氮化物是更好的掩模，因?yàn)樗贙OH中蝕刻得更慢。另一種選擇(對(duì)許多其他功能有用)是用硼摻雜晶片。這也將降低蝕刻速率，實(shí)際上停止富硼硅的蝕刻。當(dāng)KOH濃度在80℃時(shí)達(dá)到18wt%時(shí)，蝕刻速率隨著KOH濃度的增加而增加。當(dāng)KOH濃度增加超過18wt%時(shí)，蝕刻速率降低。蝕刻過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)就是這種變化的結(jié)果。這將在后面更深入地討論。然而，通常不使用最大蝕刻速率的濃度，因?yàn)楸砻婀饣入S著濃度的增加而提高(明顯高于30%)。其中濃度以摩爾/升為單位，k0 = 413米/分鐘*(摩爾/升)-4.25，EA = 0.595電子伏。KOH的密度和分子量分別為2.055克/立方厘米和56.11克/摩爾，水的密度和分子量分別為1.00克/立方厘米和1...
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