基于晶圆减薄工艺的LT减薄片制备

声表面波(SAW)滤波器因其小型化、低插损及高品质因数(Q)值等性能,已广泛应用于移动通信系统中。钽酸锂(LT)/SiO₂/Si结构克服了传统温度补偿型声表面波(TC-SAW)器件制备工艺难的问题,但需减薄该结构上的LT厚度,而减薄过程会导致晶圆表面有损伤残留,影响器件性能。针对这个问题,该文开展了基于减薄与抛光制备LT减薄片的工艺研究,分析了砂轮目数、砂轮与工作台转速、砂轮进给率等减薄参数对LT晶圆表面损伤的影响,以及抛光压力对损伤的去除效果。研究结果表明,在优化的工艺参数下,减薄抛光后晶圆表面粗糙度为0.187 nm,损伤深度小于1 nm,减薄片制备的TC-SAW谐振器的阻抗图和Smith圆图表明晶圆性能和一致性良好。     

基于LN/LT POI多层结构的SAW器件发展

绝缘体上压电单晶薄膜结构材料(POI)为研制高性能、可集成的声表面波(SAW)器件提供了新的解决途径和方案,可满足射频(RF)前端在集成化、小型化发展趋势下对新一代压电声学器件的需求。该文介绍了POI的制备工艺技术。总结了基于铌酸锂/钽酸锂 POI(LN/LT POI)多层结构的高性能SAW器件的最新研究成果,并展望了其未来的发展。     

基于铌酸锂/BCB/聚酰亚胺结构的柔性声表面波器件的设计与仿真

该文采用有限元法对“铌酸锂/苯并环丁烯(BCB)/聚酰亚胺”结构的柔性声表面波器件进行了研究。结果表明,铌酸锂厚度为0.06λ～0.8λ(λ为周期)时,不能激发稳定的瑞利波,在此区间外可激发瑞利波。随着温度升高,器件的谐振频率降低,计算结果表明,声速随温度变化是谐振频率下降的主要原因,大于热膨胀引起的谐振频率变化。仿真结果为设计和制备柔性声表面波器件时合理选择压电薄膜厚度及衬底材料力学性能等参数提供了一定的理论依据。     

声表面波速度的计算

石英和铌酸锂晶体具有优良的压电性能,常用来制作声表面波(SAW)器件(如延迟线、滤波器、振荡器、卷积器、声光器件等)的基底.该文推导表面波晶体声学基本方程和表面波力学边界条件方程,使用一种新的计算表面波声速的循环迭代法,分别对石英、铌酸锂2种晶体,在最佳的退耦声弧矢面,即yz平面内,系统计算沿不同方向的声表面波速度,并绘制出倒速度曲线.     

压电晶体切向对声表面波陀螺刻度因子的影响

刻度因子是陀螺的重要指标,而压电晶体切向对声表面波(SAW)陀螺刻度因子有重要影响。首先以铌酸锂作为分析声波波传特性的基板材料,建立不同的波传角度和不同的切面与各种模态SAW波速的物理数学模型,接着探讨旋转扰动时二次旋转欧拉角与X切、Y切及Z切等铌酸锂晶体中的陀螺效应,分析不同切向刻度因子的变化规律。根据计算结果,铌酸锂晶体中X切Y传(XY)、128°Y切X传(128°YX)、30°ZX、ZX和150°ZX对应的声表面波陀螺刻度因子最大,同时也得出了适合应用于声表面波陀螺的相对敏感切向为声表面波波速接近于慢横波时对应的切向。     

高频声表面波器件用压电晶圆清洗技术研究

论述了低浓度碱性过氧化氢清洗液兆声清洗钽酸锂、铌酸锂和水晶等压电晶圆的工艺技术。在保持压电晶圆特性的前提下,该技术可有效去除晶圆表面小于0.2 μm的附着颗粒,使其表面洁净度满足亚微米线宽高频声表面波（SAW）器件生产要求,同时降低了化学品、去离子水的消耗量及对环境的污染。     

硅基钽酸锂压电单晶复合薄膜材料及应用

绝缘体上压电基板(POI)是一种新兴的压电单晶复合薄膜结构材料。POI基板由压电单晶材料薄层(单晶钽酸锂/铌酸锂)、二氧化硅层及高阻硅衬底构成,采用Smart-Cut工艺制备,可保证板层高均匀度及高质量的批量生产。通过这种基板可设计满足5G通信要求的高性能集成声表面波(SAW)谐振器和滤波器。基于POI材料制备的SAW器件具有高频、高品质因数(Q)值、低温度敏感性及较大带宽等优良特性,同时还能在同一芯片上集成多个SAW滤波器,具有广阔的市场应用前景。该文介绍了POI基板的制备、国内外的研究现状及POI基板在高性能SAW滤波器中的应用,综述了制备POI基板的关键技术并展望了未来的发展趋势。     

新的极性材料:用于SAW及其他器件(一)

近几年来,人们更加清楚地看到:两种广泛用于声表面波的材料具有严重的缺陷。例如,α石英的电机耦合比较差,使它满足不了大带宽的要求;而铌锂酸的SAW速度温度系数很坏,使得它不适于许多强调环境稳定性的应用。另一项取决于材料性质的是限制了器件的上限工作频率。铌酸锂和石英上的SAW速度分别为～3,400和～3,200米秒~(-1)时,对应的上限频率一般固定在1千兆赫左右。近几年来,大量的工作已经走向研究材料的压电和弹性性质,目的是找到一种新材料,它具有高的机电耦合系数并且SAW速度温度系数为零,或者是SAW速度比α石英和铌酸锂大得多。本文通过材料的晶体结构和晶体生长中碰到的问题介绍并讨论了该研完工作中的几项结果。也讨论了用这些材料制作的几种新的SAW器件和其它压电器件的前途。     

CMP抛光液对TiO2薄膜表面粗糙度的影响

采用自主配制的碱性抛光液对TiO2薄膜进行了化学机械抛光(CMP),研究了在TiO2薄膜CMP加工过程中,碱性抛光液中的SiO2磨料、螯合剂、表面活性剂的体积分数和抛光液pH值对TiO2薄膜表面粗糙度的影响,并进行了参数优化。实验结果表明,在一定的抛光条件下,选用SiO2磨料体积分数为20%、螯合剂体积分数为1.0%、非离子表面活性剂体积分数为5.0%和pH值为9.0的碱性抛光液,抛光后TiO2薄膜表面没有划痕等抛光缺陷,表面粗糙度为0.308 nm,TiO2薄膜去除速率为24 nm/min,在保证抛光速率的同时降低了TiO2薄膜表面粗糙度,满足工业化生产要求。     

CMP抛光液对TiO_2薄膜表面粗糙度的影响北大核心CSCD

采用自主配制的碱性抛光液对TiO2薄膜进行了化学机械抛光(CMP),研究了在TiO2薄膜CMP加工过程中,碱性抛光液中的SiO2磨料、螯合剂、表面活性剂的体积分数和抛光液pH值对TiO2薄膜表面粗糙度的影响,并进行了参数优化。实验结果表明,在一定的抛光条件下,选用SiO2磨料体积分数为20%、螯合剂体积分数为1.0%、非离子表面活性剂体积分数为5.0%和pH值为9.0的碱性抛光液,抛光后TiO2薄膜表面没有划痕等抛光缺陷,表面粗糙度为0.308 nm,TiO2薄膜去除速率为24 nm/min,在保证抛光速率的同时降低了TiO2薄膜表面粗糙度,满足工业化生产要求。     

晶圆叠层3D封装中晶圆键合技术的应用

论述了晶圆叠层3D封装中的典型工艺——晶圆键合技术,并从晶圆键合原理、工艺过程、键合方法、设备要求等方面对其进行了深入探讨;以期晶圆叠层3D封装能够应用到更加广泛的领域。     

晶片边缘磨削控制方法研究

对半导体工艺中晶片的边缘磨削技术进行了论述,分析了晶片边缘磨削技术的特点,在此基础上,提出了一种高效、可靠的晶片边缘磨削方法.该方法基于单轴电机进给控制,通过控制软件来实现对晶片边缘及定位边的磨削.首先确定晶片定位边位置,然后通过精确控制承片台驱动电机的旋转角度来磨削晶片圆边,对于定位边的磨削,需要精确控制承片台驱动电机的旋转角度和进给电机的进给量,通过两电机联动控制,完成定位边磨削.该方法控制精度高,成功实现了在单轴电机驱动下的晶片圆边及定位边磨削.试验结果证明,该方法可靠、稳定、高效,并降低了设备硬件成本.     

用于MEMS器件芯片级封装的金-硅键合技术研究

MEMS器件大都含有可动的硅结构 ,在器件加工过程中 ,特别是在封装过程中极易受损 ,大大影响器件的成品率。如果能在MEMS器件可动结构完成以后 ,加上一层封盖保护 ,可以显著提高器件的成品率和可靠性。本文提出了一种用于MEMS芯片封盖保护的金 硅键合新结构 ,实验证明此方法简单实用 ,效果良好。该技术与器件制造工艺兼容 ,键合温度低 ,有足够的键合强度 ,不损坏器件结构 ,实现了MEMS器件的芯片级封装。我们已经将此技术成功地应用于射流陀螺的制造工艺中     

大尺寸Si片自旋转磨削表面的损伤分布研究

为了更好地评价大直径Si片磨削加工损伤深度的大小和分布,提高下道抛光工序的效率,采用角度抛光法和方差分析法研究了Si片表面的损伤分布.结果表明,采用自旋转磨削方式磨削的Si片表面的损伤分布不均匀,沿圆周方向在(110)晶向处的损伤深度比在(100)晶向处的损伤深度大,沿半径方向从圆心到边缘损伤深度逐渐增大,损伤深度的最大差值约为2.0um.该分布规律对检测损伤深度时样品采集位置的选取及提高抛光加工效率均有重要的指导意义.     

外延片夹层电压数学模型推导

讨论了外延片的外延层电阻率、衬底电阻数、探针接触电阻、外延层纵向电阻与夹层电压之间的关系，推导了一种全新的二探针法测量外延夹层电压的数学公式，从而为计算外延片夹层电压提供了理论依据。     

H3英寸GaAs离子注入掺杂材料研究

详细介绍了Φ３ 英寸ＧａＡｓ离子注入掺杂材料的制备结果     

薄层电阻标样及Mapping在IC制造中的应用研究

提出对集成电路在线监控中使用相关薄层电阻标样的必要性和重要性。着重介绍了薄层电阻标样和 Mapping技术在验证仪器各档测量薄层电阻误差 ,对外延生长工艺监控 ,判断离子注入退火后薄层电阻均匀性差的原因 ,监视扩散炉内部温度与气流对扩散影响和监控溅射铝层厚度质量等应用。     

GaAs/Si晶圆片键合偏差及影响因素研究

针对化合物半导体与Si基晶圆异质集成中的热失配问题,利用有限元分析方法开展GaAs半导体与Si晶片键合匹配偏差及影响因素研究,建立了101.6 mm(4英寸)GaAs/Si晶圆片键合匹配偏差评估的三维仿真模型,研究了不同键合结构和工艺对GaAs/Si晶圆级键合匹配的影响,系统分析了键合温度、键合压力、键合介质厚度及摩擦特性等因素对键合偏差影响的规律。结果表明,键合压力和键合层摩擦系数对键合偏差的影响极大,并通过对上述因素的优化,其匹配偏差可控制到3μm以内。     

采用晶圆传送机器人的晶圆预对准方法

针对传统的晶圆预对准控制系统成本高和体积大的不足，设计了基于晶圆传送机器人的晶圆预对准装置，并提出了高效、高精度的晶圆圆心和缺口定位算法。采用交换吸附的方式通过预对准装置一维旋转和晶圆传送机器人空间平移实现晶圆预对准。误差分析及预对准实验研究结果表明，晶圆圆心的定位精度＜50 ，预对准时间为10 s，满足设计要求。     

3D封装中的圆片减薄技术

随着微电子工业迅猛发展,圆片直径越来越大,当150mm、200mm甚至300mm英寸圆片被减薄到150μm以下时,圆片翘曲和边缘损伤问题变得尤为突出。超薄减薄技术是集成电路薄型化发展的关键技术,它直接影响电路的质量和可靠性。文章从超薄圆片减薄中常见的圆片翘曲和边缘损伤造成的损失出发,分析了圆片翘曲和边缘损伤的原因,提出了相应的改善措施。