硅／硅直接键合SDB硅片的减薄研究

研究了硅／硅直接键合ＳＤＢ硅片的精密机械／化学抛光减薄方法，进行了实验，分析了减薄后工作硅膜的平整性和膜厚的均匀性等重要技术指标，讨论了影响这些技术指标的因素。     

硅片背面减薄技术研究

硅片背面磨削减薄工艺中,机械磨削使硅片背面产生损伤,导致表面粗糙,且发生翘曲变形.分别采用粗磨、精磨、精磨后抛光和精磨后湿法腐蚀等四种不同背面减薄方法对15.24cm(6英寸)硅片进行了背面减薄,采用扫描电子显微镜对减薄后的硅片表面和截面形貌进行了表征,用原子力显微镜测试了硅片表面的粗糙度,用翘曲度测试仪测试了硅片的翘曲度.结果表明,经过粗磨与精磨后的硅片存在机械损伤,表面粗糙且翘曲度大,粗糙度分别为0.15和0.016 μm,翘曲度分别为147和109 μm;经过抛光和湿法腐蚀后的样品无表面损伤,粗糙度均小于0.01 μm,硅片翘曲度低于60 μm.     

硅-硅键合晶片在减薄过程中产生的应力及影响

硅-硅键合晶片在机械减薄过程中产生的应力使硅片产生弯曲变形,这种变形在其后的加工过程中会使图形发生扭曲或位移,导致硅片加工中途报废.经过应力消除处理后可以顺利完成加工.     

用两次键合技术制备均匀单晶硅膜

硅直接键合(SDB)技术用于制备SOI片(BESOI)是键合技术的最重要应用之一,研究了制备BESOI片中的键合和减薄问题,获得了大面积的均匀单晶硅膜,通过实验分析了这种方法获得的薄膜的平整度和影响因素。并针对压力传感器的敏感膜,通过两次键合及SOI自停止腐蚀成功制备了厚度可控的均匀单晶硅薄膜,硅膜表面质量优良,平整度在±0.15μm的范围内。     

适用于制作绝缘体上硅的硅片粘合技术

本文从几个方面探讨了一种应用粘合二氧化硅片制作绝缘体上硅的新技术。粘合是通过将一对亲水表面相互贴合的硅片置于惰性气体中加热来实现的。提出了一种以裂解传播理论为基础的适用于计算粘合表面能的定量方法。研究发现粘合强度随着粘合温度的升高而增加,从室温下的60～85尔格/cm~2升到1400℃时的2 200尔格/cm~2。粘合强度基本上与键合时间无关。通过800℃退火10分钟达到的机械强度,足以承受为获得所需厚度而对上面硅片进行的机械或化学减薄加工以及随后的器件制作工序。提出了一种模型解释在实验温度范围内粘合的三种明显状态。采用金属-氧化物-半导体(MOS)电容器来测试粘合的电特性,其结果与在粘合界面处的负电行密度约10~(11)cm~(-2)一致。采用两次深腐蚀工艺将芯片低薄到希望的厚度,其厚度均匀性在 4英寸硅片上为± 20nm。剩余硅层中的线位错密度是10~2～10~3cm~(-2),残留的掺杂剂浓度少于5×10~(15)cm~(-3),两者都是腐蚀阻挡层的剩余物。在20～100mm厚的硅层上制作的互补金属-氧化物-半导体(CMOS)器件具有 60mV/dec亚阈值斜率(包括n沟和p沟MOS晶体管)。有效载流子寿命在80nm和300nm厚硅膜中是15～20μs。在硅膜覆盖的氧化层界面上的界面态密度是≥5 ×10~(10)cm(-2)。     

背照式CMOS图像传感器的硅减薄湿法刻蚀工艺

针对背照式CMOS图像传感器制作工艺,提出了一种采用氢氧化四甲基铵液进行湿法刻蚀的背部硅片减薄工艺。分析了硅减薄工艺的整体流程,针对化学机械研磨后的湿法刻蚀工艺进行了实验。通过调整反应时间、硅片转速、喷嘴速度和摆幅,得到最优刻蚀参数,使厚度均值达到目标值,平整度控制在一定范围内。该湿法刻蚀工艺中,首先对硅片表面形貌进行修正,接着对硅片进行整体刻蚀,达到目标厚度,最后通过减薄得到BSI背部硅片。采用该硅片制作的图像传感器的成像质量得到提高。     

硅微机械加工技术

微机械的全称为微电子机械系统，是以微电子技术和微加工技术为基础的一项新技术。目前主要应用的是硅微加工方法。本书着重介绍了硅微加工技术中应用的各种方法，包括各向异性湿法化学腐蚀、硅片键合、表面微机械加工、硅的各向同性湿法化学腐蚀、微机械加工技术中干法等离子刻蚀技术、远程等离子腐蚀、高深宽比沟槽腐蚀、微型结构的铸模等内容。     

硅-硅键合界面氧化层模型与杂质分布的模拟

硅-硅直接键合的硅片界面存在一层很薄的氧化层,其化学成分是非化学计量比的氧化物S iOw(0相似文献   

硅/硅直接键合的界面应力

硅/硅直接键合技术广泛应用于SOI,MEMS和电力电子器件等领域,键合应力对键合的成功和器件的性能产生很大的影响。键合过程引入的应力主要是室温下两硅片面贴合时表面的起伏引起的弹性应力;高温退火阶段由于两个硅片的热膨胀系数不同引起的热应力和由于界面的本征氧化层或与二氧化硅键合时二氧化硅发生粘滞流动引起的粘滞应力。另外,键合界面的气泡、微粒和带图形的硅片键合都会引入附加的应力。     

MEMS硅膜电容式气象压力传感器的研制

基于MEMS的电容式压力传感器以其低成本高性能在气象测量中有着广阔的应用前景.利用ANSYS软件模拟接触式电容压力传感器的工作状态,得到硅膜的形变和应力分布状况.制作流程采用简单标准的工艺:利用KOH各向异性腐蚀进行硅片大面积、大深度腐蚀减薄,分析了其浓度配比对硅面平整度特性的影响,采用阳极键合形成真空腔,试验反应离子深刻蚀形成硅膜的效果.芯片测试结果表明方案可行.     

MEMS硅膜电容式气象压力传感器的研制

基于MEMS的电容式压力传感器以其低成本高性能在气象测量中有着广阔的应用前景。利用ANSYS软件模拟接触式电容压力传感器的工作状态，得到硅膜的形变和应力分布状况。制作流程采用简单标准的工艺：利用KOH各向异性腐蚀进行硅片大面积、大深度腐蚀减薄，分析了其浓度配比对硅面平整度特性的影响，采用阳极键合形成真空腔，试验反应离子深刻蚀形成硅膜的效果。芯片测试结果表明方案可行。     

MEMS硅膜电容式气象压力传感器的研制

基于MEMS的电容式压力传感器以其低成本高性能在气象测量中有着广阔的应用前景。利用ANSYS软件模拟接触式电容压力传感器的工作状态,得到硅膜的形变和应力分布状况。制作流程采用简单标准的工艺:利用KOH各向异性腐蚀进行硅片大面积、大深度腐蚀减薄,分析了其浓度配比对硅面平整度特性的影响,采用阳极键合形成真空腔,试验反应离子深刻蚀形成硅膜的效果。芯片测试结果表明方案可行。     

硅的凸角补偿尺寸及腐蚀中避免削角的新方法

在硅的腐蚀过程中,如果不对台面凸角加以补偿,会产生严重的削角现象。本文采用在凸角上补偿正方形掩膜的方法,通过实验得出要在TMAH腐蚀液中将厚度约为300μm的硅片腐蚀出完整的台面凸角结构需要补偿多大尺寸的正方形掩膜。硅片与玻璃键合后,由于硅晶格的变化使得与玻璃键合的那一层硅很难腐蚀掉,本文也介绍了一种缩短腐蚀时间、避免削角的方法。     

硅／硅键合界面的正电子湮没分析

硅/硅键合是硅功率器件,功率集成电路以及集成传感器衬底制备新技术之一。键合界面的缺陷直接影响器件性能。我们采用正电子湮没技术对N/N~+硅键合片界面缺陷进行了研究。由正电子湮没谱可知:键合引入了界面缺陷,但其缺陷密度小于热扩散形成的N~-/N~+片而引入的缺陷。界面缺陷主要是一些复杂的空位团和微型空洞组成。而且在不同的退火温度下,缺陷状态不同,在高于键合温度下退火。可使键合片具有与原始硅片相近的特性。     

SiO2钝化膜对硅／玻璃静电键合的影响

本文分析了硅／玻璃静电键合过程中硅表面SiO2钝化膜的作用。SiO2膜的存在使键合过程中的静电力减弱，键合工艺所选择的电压上限受SiO2膜击宽电压的控制，对于商用抛光硅片与玻璃，要完成良好的键合，一般SiO2厚度要小于0．5μm。     

硅—硅键合界面的TEM观察

本文主要利用电子透射显微镜观察硅片直接键合界面,在界面处存在一无定型过渡区,证实了依靠硅片表面吸附的羟基作用完成键合时,在界面会留下极薄的硅氧化物无定形区.     

硅直接键合工艺对晶片平整度的要求

本文用弹性力学近似，给出了键合工艺对硅片表面平整度的定量要求以及沾污粒子与孔洞大小洞的关系，并用Ｘ射线双晶衍射技术和红外透射图象对键合硅片进行了实验研究。     

硅基键合激光器的研究进展

硅基的光电子集成以及光集成将满足未来信息传输处理的要求。目前制作硅基激光器的方法主要分为两类,异质结外延生长和异质材料键合。键事方法克服了异质结外 可避免的晶格失配和材料热膨胀系数非共容性的缺点,它可以将具有直接带隙结构的半导体材料键合到硅片上,从而制作出硅基键合激光器件。特别是年来来发展起来的低落曙直接合技术,使发光器件与微电子器件的硅基混合光电集成成为可能。     

CCD热工艺过程的硅片翘曲优化研究

针对光刻线宽均匀性控制问题,研究了硅片翘曲度对光刻线宽均匀性的影响。采用翘曲度测试仪研究热工艺过程中硅片翘曲度的变化。研究结果表明,硅片翘曲度对线宽均匀性产生重要的影响,翘曲度大,则线宽均匀性降低。通过优化栅氧化工艺的升降温速率、进出炉速率,使硅片翘曲度降低,线宽非均匀性由±4%降低到±2%。     

大功率硅-硅直接键合静电感应晶闸管的研制

文章提出了用硅-硅直接键合（SDB）工艺替代静电感应晶闸管（SITH）中的二次外延，有效地提高了栅阴极击穿电压，增强了通过栅极正向阻断阳极电压的能力。对键合过程中硅-硅界面进行了研究，提出了提高界面质量的工艺措施；同时，给出了控制栅阴极击穿电压一致性的方法。对采用此方法制成的SITH的I-V特性进行了测量，并给出了实际测试结果。