磁控溅射台镀膜形貌及均匀性改善研究

针对目标磁控溅射台通孔结构侧壁覆盖能力差、镀膜均匀性差(8%左右)的问题进行设备优化改造;通过结构优化,其在高深宽比结构上的镀膜能力显著提升;同时将各类金属镀膜的均匀性指标提升至3.5%左右,提高金属薄膜性能可靠性,满足了工艺上各种高深宽比加工工艺的要求。     

前驱体通气时间对原子层沉积氧化锌薄膜的影响

建立了反应腔室模型,模拟分析了原子层沉积(ALD)过程中前驱体质量分数随其通气时间的变化趋势.采用ALD法制备了ZnO薄膜,采用原子力显微镜(AFM)与扫描电子显微镜(SEM)对薄膜进行了表征,研究了不同二乙基锌通气时间下ZnO薄膜的表面形貌和厚度均匀性.模拟结果表明,前驱体通气时间越长,前驱体在整个反应腔室内的分布越...     

基于层流模型的CVD外延流场仿真

在化学气相沉积(CVD)过程中运用COMSOL Multiphysics建立硅外延生长的层流模型,研究了不同气流设置条件下反应腔体内的气流状态和流速分布。通过优化流场设置,获得了稳定且均匀的气流分布,同时,分析了气流分布对硅外延片生长速率和厚度均匀性的影响。利用LPE-3061D平板式外延炉进行了工艺验证,在重掺Sb衬底上进行硅外延沉积,在优化流场下制备出的硅外延片厚度标准偏差达到0.38%。     

GaN-MOCVD系统反应室流场的数值仿真

针对某高校自主研发的120型GaN-MOCVD系统反应室的流场,进行了计算流体力学(CFD)数值模拟.在模拟过程中,讨论分析了运行参数和反应室结构尺寸的变化对反应室内流场、压力场和温度场的影响及对工艺条件的优化.模拟结果表明,数值仿真对MOCVD设备的结构设计及调试运行具有重要的指导和辅助作用.     

PECVD颜色均匀性的研究

根据多晶硅PECVD的制程原理,分别验证温度、流量、功率等工艺参数对镀膜质量的影响,寻求最佳参数,从而达到优化工艺,改善镀膜颜色质量,保证颜色均匀性的目的。     

原子层沉积过程中腔室内前驱体分布的模拟研究

建立了原子层沉积 (Atomic Layer Deposition,ALD)反应腔室的三维模型,利用ANSYS Fluent软件模拟分析了ALD过程中压强、前驱体脉冲时间、温度等工艺参数变化对前驱体分布的影响。模拟结果表明:反应压强越低,Mg(Cp)₂前驱体分子的扩散系数越高,能更快且更均匀地分布在整个反应腔室之中;前驱体脉冲时间越长,在反应腔室内的分布越均匀;当脉冲时间为250ms时,Mg(Cp)₂在反应腔室内分布基本均匀,反应腔室内各部位的前驱体质量分数基本一致;当脉冲时间为200ms时,H₂O基本均匀分布在反应腔室内。在MgO薄膜的ALD温度窗口内,反应腔室内温度越高,Mg(Cp)₂前驱体分子的扩散效应越强。     

基于回归正交设计的ICP刻蚀机工艺腔室流场特性分析

为研究感应耦合等离子体(IcP)刻蚀机工艺腔室结构对流场特性的影响,采用回归正交设计方法对腔室半径、腔室高度、进气口半径以及进气流量4个设计参数进行试验设计,利用商业软件CFD-AcE+建立IcP刻蚀机工艺腔室二维流场仿真模型.定义了静电卡盘上方气压分布均匀性评价函数,通过对试验结果的回归分析,确定了关键参数对气压分布均匀性影响程度的定量关系,并由此建立了拟合度较高的二次回归方程.结果表明腔室高度为最显著影响因素.经过验证可见,回归方程的计算结果与仿真分析结果保持了较高的一致性,可以为结构与工艺条件相近的刻蚀机、化学气相沉积(CVD)设备以及氧化/扩散系统的结构研究与设计提供参考.     

基于回归正交设计的ICP刻蚀机工艺腔室流场特性分析

为研究感应耦合等离子体(IcP)刻蚀机工艺腔室结构对流场特性的影响,采用回归正交设计方法对腔室半径、腔室高度、进气口半径以及进气流量4个设计参数进行试验设计,利用商业软件CFD-AcE 建立IcP刻蚀机工艺腔室二维流场仿真模型.定义了静电卡盘上方气压分布均匀性评价函数,通过对试验结果的回归分析,确定了关键参数对气压分布均匀性影响程度的定量关系,并由此建立了拟合度较高的二次回归方程.结果表明腔室高度为最显著影响因素.经过验证可见,回归方程的计算结果与仿真分析结果保持了较高的一致性,可以为结构与工艺条件相近的刻蚀机、化学气相沉积(CVD)设备以及氧化/扩散系统的结构研究与设计提供参考.     

多片干法蚀刻设备蚀刻均匀性工艺优化研究

对于制造集成电路芯片的多片生产设备而言,圆片间均匀性是评价工艺优劣的重要指标,可以利用正交试验方法来优化均匀性工艺.使用装载容量为18个150 mm圆片的AME8110干法蚀刻设备,利用正交试验方法进行干法蚀刻二氧化硅试验.通过直观分析,得到影响干法蚀刻均匀性的较优因素组合;通过方差分析,得到各因素对均匀性影响的显著性和可信度;通过工艺综合分析,得到各因素水平的选择原则和满足圆片间均匀性指标要求的优化工艺.按照优化工艺测试的圆片间蚀刻均匀性为3.93％.正交试验分析方法同样适用于其他多片生产设备和单片生产设备的工艺优化.     

PECVD参数对含氢非晶碳刻蚀特性的影响研究

分析了射频等离子体增强化学气相淀积(RFPECVD)参数对含氢非晶碳(α-C∶H)刻蚀特性的影响规律。首先,针对射频功率、丙烯流量、反应腔压强、极板间距等工艺参数对膜层刻蚀特性的影响进行了实验,并通过确定性筛选设计方法产生实验矩阵。然后,采用RFPECVD工艺在硅衬底上淀积α-C∶H。最后,运用多元回归方法对刻蚀速率、刻蚀均匀性进行了研究。结果表明,淀积工艺参数的变化对膜层的均匀性没有影响,对膜层的刻蚀速率有影响。该工艺参数对刻蚀特性的影响研究对优化CVD工艺具有参考价值。     

半球陀螺谐振子的金属化镀膜工艺技术研究

高品质因数(即高Q值,Q>107)的石英半球谐振子是制造高精度半球谐振陀螺的关键,而球面金属化镀膜工艺是半球振子制造的重要工艺环节。该文介绍了金属化镀膜工艺及其膜层均匀性对谐振子品质因数的影响及降低膜层残余应力的工艺解决方案等。     

直流磁控溅射系统研究及其维护

通过介绍磁控溅射镀膜系统的原理,分析了磁控溅射系统在溅射镀膜的过程中遇到的沉积速率、沉积均匀性、常见故障等方面的问题,对沉积速率和沉积均匀性的影响因素进行了具体地研究;同时描述了设备在使用过程中经常遇到的一些故障,对这些故障发生的原因进行了详细地分析,根据原因分析给出了故障的具体解决方法;最后,对磁控溅射系统在日常使用过程中的保养和维护方面提出了一些建议。注重日常的保养和维护可大大降低设备的故障率。     

集成式石英微机械陀螺质量块制作工艺研究

为了满足集成式陀螺芯片对高精度质量块的要求，该文采用电子束镀膜(EBPVD)工艺代替传统的电镀工艺，在石英微机械陀螺芯片音叉端部制作了厚约2μm的质量块，并对质量块厚度均匀性、对准精度一致性及膜层附着力进行了研究。首先，通过调整镀膜高度和角度以满足厚度精度要求；其次，为了保证对准精度，设计了掩膜夹具和位置调整夹具；最后，通过实验确定了最佳镀膜参数。此外，对制作的质量块进行了激光修调实验，经过修调后，陀螺机械耦合误差信号的幅值从初始的301.0 mV降至17.6 mV。     

6英寸高均匀性P型硅外延片的工艺研究

主要进行了6英寸(152.4 mm)高均匀性P型硅外延片的生产工艺研究。利用PE-2061S型桶式外延炉,在重掺硼的硅衬底上化学气相沉积P/P+型硅外延层。通过流场调节工艺、基座包硅工艺、变流量解吸工艺、两步生长工艺等关键工艺的改进,对非主动掺杂效应进行了有效抑制,利用FTIR(傅里叶变换红外线光谱分析)、C-V(电容-电压测试)、SRP(扩展电阻技术)等测试方法对外延层的电学参数以及过渡区形貌进行了测试,得到结晶质量良好、厚度不均匀性<1%、电阻率不均匀性<1.5%的6英寸P型高均匀性硅外延片,各项参数均可以达到器件的使用要求。     

轴快流CO2激光器放电管结构的研究和设计

为了深入了解高功率轴快流CO2激光器放电管结构和内部流场对激光器工作性能的影响,得到更均匀稳定的辉光放电,采取对放电管内部工作气体的流动状态分别进行数值模拟和实验的方法,得到了关于放电等离子体的流场分布数据,数值模拟结果和实验结果一致,并对不同结构的管内的流场和放电表现进行了比较和分析,设计了一种新结构的放电管。结果表明,放电管内的流场特性影响着辉光放电的均匀性和稳定性,新设计的放电管内能得到更均匀的辉光放电,但还需进一步优化。     

大尺寸HVPE反应室生长GaN的数值模拟

利用有限元法对单片6英寸(1英寸=2.54 cm)GaN衬底用氢化物气相外延(HVPE)生长系统的工艺参数进行了数值模拟和优化.通过建立反应室二维几何模型,依次改变HVPE系统中的GaCl,NH3和分隔气(N2)流速等主要参数进行数值模拟,研究分析了反应室内各反应物的浓度分布和衬底上GaN的生长速率变化,同时考虑了涡旋分布以及GaCl出口管壁上寄生沉积等对衬底上GaN生长的影响,并给出了HVPE系统高速率均匀生长GaN的优化参数.模拟分析还表明,适当降低HVPE反应室内的压强可以改善衬底上GaN生长的均匀性.     

薄膜均匀性的有限元算法

应用有限元方法模拟计算了镀膜系统平行平面转盘在不同转速以及不同的镀膜时间下波分复用(DWDM)系统介质滤光片的成膜均匀性。结果表明,针对不同的膜料,合理选择转速和控制镀膜时间能够提高薄膜成膜的均匀性。     

化学镀镍铁氟龙设备的设计要点研究

结合化学镀镍铁氟龙(镀镍聚四氟乙烯)工艺,采用理论设计与仿真分析相结合的方法,对设备中关键工艺槽体、阴极移动、温控系统和循环过滤系统等关键部件进行优化设计,着重对溶液温度及均匀性、粒子浓度等工艺参数进行考量,并在生产线上进行验证,设备各参数指标均满足实际生产需求,运行稳定、性能可靠。     

利用试验设计方法表征微电路工艺设备

随着现代微电路工艺技术和设备性能的提高，许多工艺涉及6个或更多的工艺条件输入，而且这些工艺条件之间存在更多的交互效应。为了表征设备特性并优化工艺条件，文章利用部分要因试验设计方法安排试验方案，实现了对实际氧化工艺特定设备的表征，建立了氧化膜厚度以及厚度均匀性的工艺模型，可进一步用于工艺条件的优化设计。     

TFT有源层刻蚀均一性和电学性质的研究

对TFT制作工艺中,TFT有源层刻蚀均一性与电学性质进行分析研究。通过扫描电子显微镜,电学测试设备对样品进行分析。结果显示沟道有源层的刻蚀功率,气体比例及刻蚀压强对有源层的刻蚀均一性都有较大影响,并会影响TFT电学特性的均一性。通过适当降低刻蚀功率及反应气体SF6/Cl2的比例,同时,降低反应压强,可以改善有源层刻蚀的均一性。从而,TFT电学特性的均匀性得到优化。