超低亚表面损伤层GaAs抛光晶片的工艺

在不同弹性抛光布、不同氧化浓度、不同pH值的抛光液等条件下进行了化学机械抛光试验,并用TEM测量了晶片亚表面损伤层厚度.研究发现抛光布的弹性及抛光液的氧化和化学去除能力决定了GaAs抛光晶片的亚表面损伤层深度,并分析和讨论了其原因.     

抛光液各组分在SiO_2介质CMP中的作用机理分析

介绍了超大规模集成电路中SiO2介质的化学机械抛光机理及抛光液在化学机械抛光中扮演的重要角色。通过单因素实验法,在低压力的实验环境下,着重分析了抛光液中表面活性剂、pH值调节剂、纳米磨料等成分在SiO2介质化学机械抛光中的具体作用及影响机理。最终得出,最优化的实验配比,即当表面活性剂的浓度为30mol/L,pH值为11.30,硅溶胶与去离子水的体积比为2:1时,在保证较低表面粗糙度的同时得到了较高的抛光速率476nm/min。     

ULSI铝布线化学机械抛光研究

在分析铝的物理化学特性的基础上,对甚大规模集成电路(ULSI)铝布线化学机械抛光(CMP)机理进行研究,确定采用碱性抛光液。阐述了所选pH值调节剂的特点,探讨了其在化学机械抛光过程中的作用机理,并分析了所选表面活性剂所发挥的提高高低选择比的作用。最后,对所选pH值调节剂和表面活性剂对铝化学机械抛光的影响进行了实验研究。结果表明:pH值在11.0时,去除速率最快,约为390nm/min;表面活性剂的加入对去除速率影响不大,但可以明显改善表面状态,表面粗糙度降至nm级。     

铝薄膜CMP影响因素分析

提出了在碱性抛光液中铝薄膜化学机械抛光的机理模型,对抛光液的pH值、磨料、氧化剂浓度对过程参数的影响做了一些试验分析。试验结果表面粗糙度的铝薄膜所需的最优化CMP过程参数:硅溶胶粒径为15～20nm,pH值为10.8～11.2,氧化剂浓度为2.5%～3%。     

纳米CeO2磨料对GaAs晶片的CMP性能研究

通过均相沉淀法制备了不同粒径的CeO2超细粉体,并配制成不同氧化剂浓度和pH值的抛光液对GaAs晶片进行化学机械抛光.研究了不同粒径CeO2磨料对GaAs晶片的抛光效果,并对GaAs晶片化学机械抛光材料去除机理进行了探讨.结果表明,使用超细CeO2磨料最终在1 μ m×1 μ m的范围内达到了微观表面粗糙度Ra值为0.740nm的超光滑表面,而且抛光后表面的微观起伏更趋于平缓.实验证明,超细CeO2磨料对GaAs晶片具有良好的抛光效果.     

Mg-Al合金化学机械抛光中表面状态的研究

化学机械抛光(CMP)可以获得高精度、低表面粗糙度和无损伤工件表面,并可实现全局平坦化。将CMP技术拓展到Mg-Al合金表面加工中,研究了Mg-Al合金化学机械抛光机理,分析了Mg-Al合金化学机械抛光中pH值、压力、流量、转速等参数对Mg-Al合金表面状态的影响。结果表明,当pH值为11.20,压力为0.06MPa,流量200mL/min,转速60r/min,用Olympus显微镜观察Mg-Al合金表面状态良好。这一结果为进一步采用化学机械抛光法加工Mg-Al合金奠定了基础。     

不同抛光方式下InSb晶片表面质量的对比研究

本文分别以加双氧水的化学机械抛光和未加双氧水的纯机械抛光方式对InSb晶片进行表面处理,通过分析氧化膜的生成,以及对InSb晶片的表面划痕、表面粗糙度和表面损伤的表征,开展了两种不同抛光方式下InSb晶片的表面质量对比研究.结果表明,在化学机械抛光过程中,InSb晶片表面有氧化层生成,该氧化层能保护材料表面免受损伤;并...     

铝合金CMP技术分析研究

阐明了金属化学机械抛光的机理,同时介绍了铝合金化学机械抛光过程中存在的问题,并提出采用碱性抛光液进行实验;分析了抛光液、压力、温度、pH值参数、FA/OⅠ型活性剂对LY12铝合金圆薄片抛光过程的影响。实验表明,pH值在10.1～10.3、温度控制在25～30℃、压力0.06 MPa下有利于铝合金表面完美化。在抛光后期采用单一表面活性剂溶液并且无压力自重条件下抛光,可以获得更为理想的合金表面。     

超低亚表面损伤层GaAs抛光晶片的工艺

在不同弹性抛光布、不同氧化浓度、不同 p H值的抛光液等条件下进行了化学机械抛光试验 ,并用 TEM测量了晶片亚表面损伤层厚度 .研究发现抛光布的弹性及抛光液的氧化和化学去除能力决定了 Ga As抛光晶片的亚表面损伤层深度 ,并分析和讨论了其原因     

蓝宝石衬底片化学机械抛光的研究

为了提高蓝宝石化学机械抛光（CMP）效果，对其抛光工艺进行了研究。采用SiO2磨料对蓝宝石衬底片进行抛光，分析了抛光时的温度、pH条件、磨料粒径及浓度，结果表明，采用80nm大粒径、高浓度的SiO2磨料，既可以保证抛光速率，又能得到良好的表面状；当pH值在10～12时，可加速蓝宝石在碱性条件下的化学反应速率，从而提高抛光速率；在30℃时，能较好地平衡化学作用与机械作用，获得平滑表面；加入适量添加剂，可增大反应产物的体积，易于提高机械作用的效果，以获得较高的去除速率。     

VB GaAs抛光片几何参数控制技术研究

在VB(垂直布里奇曼法)GaAs材料加工过程中,切割、研磨、化学腐蚀、抛光等工序对VB GaAs抛光片的几何参数有着不同程度的影响.通过试验对比,找出了影响不同几何参数指标的关键工艺,其中切割和化学腐蚀是控制VB GaAs晶片翘曲度的关键工艺,而抛光是控制VB GaAs总厚度变化和总指示读数的关键工艺.研究表明,通过调整切割速度、化学腐蚀速率和抛光速率等工艺参数,能够有效地控制VB GaAs抛光片的几何参数.     

抛光工艺对GaAs抛光片粗糙度的影响

研究了化学机械抛光过程中抛光布、抛光液中SiO2溶胶粒径、pH值以及清洗工艺对GaAs抛光片表面粗糙度的影响,为降低粗糙度而保持一定的抛光速率,应尽量采用多步抛光的方式,逐步降低抛光布的硬度和SiO2溶胶粒径,抛光液的pH值也要在合适的范围。因臭氧水的清洗工艺不会增加粗糙度,不失为一种控制GaAs抛光片表面粗糙度的有效方法。     

锑化铟抛光片表面粗糙度优化研究

锑化铟是中波红外探测应用较广的材料。抛光片的表面粗糙度是影响器件性能的关键指标。研究了锑化铟化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)液的pH值、氧化剂比例以及抛光液流速对锑化铟抛光片表面粗糙度的影响,并结合原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)和表面轮廓仪测试对抛光片的表面粗糙度进行了表征和优化。结果表明,当pH值为8、氧化剂比例为0.75%、抛光液流速为200 L/min时,InSb晶片的表面粗糙度为1.05 nm (AFM),同时晶片的抛光宏观质量较好。     

InAs/GaSb II类超晶格红外探测器背减薄技术研究

针对InAs/GaSb II类超晶格红外探测器开发高质量背减薄工艺，获得了高质量衬底表面，改善了超晶格红外探测器组件的成像品质。采用机械抛光和机械化学抛光相结合的工艺减薄衬底，其中机械抛光削减衬底大部分厚度，然后通过机械化学抛光去除机械损伤。机械化学抛光过程中，在压力、转速等不变的情况下，主要研究机械化学抛光液的pH值对衬底表面质量的影响。实验结果表明，当机械化学抛光液的pH值为9.4时，获得了高质量、低损伤的芯片衬底表面，并实现了最佳的探测器组件成像效果。     

新型碱性抛光液各组分对铜化学机械平坦化性能的影响

随着集成电路特征尺寸的减小、晶圆尺寸的增大以及布线层的逐渐增多,加工晶圆过程中实现较高的材料去除速率、较小的片内非一致性(WIWNU)及较小的表面粗糙度已经成为铜化学机械抛光工艺的几大难点.采用正交实验法选取5组抛光液进行Cu CMP实验,系统研究了含有双氧水、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、FA/O Ⅰ型螯合剂与苯骈三氮唑(BTA)的碱性抛光液化学组分对铜去除速率、WIWNU的影响,并对铜CMP的各种变化规律做出机理分析.结果表明:采用pH值约为8.6,体积分数为3％的H202,质量分数为0.08％的非离子表面活性剂AEO与体积分数为1.5％的螯合剂的碱性抛光液,在12英寸(1英寸=2.54 cm)铜镀膜片抛光后有助于去除速率达到629.1 nm/min,片内非一致性达到4.7％,粗糙度达到1.88 nm.     

半导体单晶抛光片清洗工艺分析

通过对Si,CaAs,Ge等半导体材料单晶抛光片清洗工艺技术的研究,分析得出了半导体材料单晶抛光片的清洗关键技术条件.首先用氧化性溶液将晶片表面氧化,然后用一定的方法将晶片表面的氧化物去除,从而实现对晶片进行清洗的目的.采用这种先氧化再剥离的方法,可有效去除附着在晶片表面的杂质及各种沾污物.对于不同的材料,氧化过程以及剥离过程可以在不同的溶液中相互独立地进行;也可以组合在一起,使用一种混合液同时实现氧化及剥离.采用氧化、剥离的清洗原理,可提高半导体材料抛光片的清洗工艺技术水平,同时也对新材料抛光片的清洗工艺起到一定的指导作用.     

磷酸盐激光玻璃的化学机械抛光

从磷酸盐激光玻璃的成分和结构出发,分析了其化学机械抛光(CMP)机制.通过实验验证了磷酸盐激光玻璃对抛光液pH值具有较强的选择性,在微酸性和中性条件下磷酸盐激光玻璃具有较高的抛光效率,在抛光液中添加pH值调节添加剂会保持抛光环境的酸碱性从而影响抛光效率和抛光质量.通过对pH值和抛光剂浓度的控制获得了均方根(RMS)优于0.6 nm的磷酸盐激光玻璃的超光滑表面.     

GaAs表面旋转超声雾化清洗新技术

研究了一种新型湿法化学清洗半导体GaAs表面的方法。通过简单设计清洗工艺能使GaAs表面产生最低的损伤。GaAs表面清洗必须满足三个条件：(1)清除热力学不稳定因素和表面粘附的杂质,(2) 除去GaAs表面氧化层,(3)提供一个光滑平整的GaAs表面。本文采用旋转超声雾化方式用有机溶剂除去GaAs表面的杂质,再用NH4OH:H2O2:H2O= 1:1:10和HCl:H2O2:H2O=1:1:20顺次腐蚀非常薄的GaAs层,去除表面的金属污染,并在GaAs表面形成一个非常薄的氧化层表面,最后用NH4OH:H2O= 1:5溶液来清除GaAs表面氧化层。测试GaAs表面的特性,分别用X射线光电光谱仪、X射线全反射荧光光谱仪和原子力显微镜测试了GaAs表面氧化的组分、GaAs表面金属污染和GaAs表面形貌,测试结果表明通过旋转超声雾化技术清洗可提供表面无杂质污染、金属污染和表面非常光滑的GaAs衬底,以供外延生长。