配置一种不加BTA和氧化剂的弱碱性阻挡层抛光液的机理分析

在阻挡层化学机械抛光中,实现可控的铜,钽,介质去除速率选择比是一项挑战。双氧水作为氧化剂加上BTA作为抑制剂的作用被认为是一种有效的方法。但是,由于双氧水易于分解使得含有双氧水的抛光液使用寿命短。另外,BTA对抛光后清洗带来挑战：在片子表面残留有毒的有机物和颗粒。最近,我们一直致力于研究一种不加氧化剂和BTA的阻挡层抛光液。在这些工作的基础上,本文的目的是通过实验研究抛光液中不同的组分（包括硅溶胶,FA/O螯合剂,溶液PH,硝酸）胍）对铜,钽,介质去除速率的影响来讨论配置这种新型的不加BTA和氧化剂的阻挡层抛光液的机理。相关可能的抛光机也会在本论文中提出。     

碱性Cu布线抛光液速率特性及平坦化性能的研究

Cu的双大马士革工艺加上化学机械平坦化(CMP)技术是目前制备Cu布线行之有效的方法。CuCMP制程中,抛光液起着至关重要的作用,针对目前国际主流酸性抛光液存在的问题和Cu及其氧化物与氢氧化物不溶于水的难题,研发了多羟多胺碱性Cu布线抛光液,研究了此抛光液随压力、转速及流量变化的特性,同时也研究了其对布线片的平坦化能力。结果表明,抛光液对Cu的去除速率随压力的增大而显著增大,随转速及流量的增加,Cu的去除速率增大缓慢,显著性依次为压力转速>流量。通过对Cu布线抛光实验表明,此抛光液能够实现多种尺寸Cu线条的平坦化。说明研发的碱性抛光液能够实现Cu布线抛光后产物可溶,且不含抑制剂等,能够实现布线片的平坦化。     

不同抛光参数对蓝宝石衬底CMP质量的影响

蓝宝石衬底化学机械抛光(CMP)质量直接影响器件的成品率和可靠性。抛光液和抛光工艺参数是影响CMP质量的决定性因素。为了得到更优的抛光液利用率以及更好的抛光效果,系统研究了自主研制的抛光液pH值、抛光压力、转速和流量等抛光参数对c面蓝宝石衬底化学机械抛光去除速率和表面粗糙度的影响。结果表明,去除速率随pH值、抛光压力、转速和流量的升高先增加后减小;表面粗糙度随pH值、抛光压力、转速的升高先减小后增加,随流量升高而慢慢降低。通过实验进行优化,当pH值为10.5、抛光压力为27.6 kPa、抛光头转速为40 r/min、抛光盘转速为45 r/min、流量为160 mL/min时,去除速率能稳定在2.69 μm/h,表面粗糙度为0.184 nm。此规律对指导工业生产具有重要的意义。     

Dislocation of Cz-sapphire substrate for GaN growth by chemical etching method

The diameter of Czochralski （Cz） sapphire crystals is 50 ram. The sapphire substrates were lapped by using diamond powders and polished by chemical mechanical polishing（CMP） method using alkali slurry with SiO2 abrasive. After obtaining the smooth surfaces, the chemical-etching experiments were processed by using fused KOH and NaOH etchants at different temperature for different times. The dislocation was observed by means of optical microscope and scanning electron microscope. The clear and stable contrast images of sample etching pits were observed. On the whole, the dislocation density is about 104-105 cm^-2. Comparing the results under the conditions of different etchants, temperatures and times during the etching proceeding, it was found that the optimal condition for dislocation displaying is etching 15 min with fused KOH at 290 ℃. At the same time, the formation of the etch pits and the reducing method of dislocation density were also discussed.     

铝栅碱性CMP的析氢腐蚀北大核心

采用碱性抛光液对铝栅进行化学机械抛光(CMP),在pH值大于8.3时会发生析氢反应,表面产生氢气泡,在铝栅表面留下大量蚀坑缺陷,降低平坦化效果,严重影响芯片器件性能的完整性和可靠性。对铝栅在碱性介质CMP条件下的析氢反应机理及控制理论进行了深入探究。通过接触角实验和静态腐蚀实验,并结合金相显微镜观察静态腐蚀后表面状态,发现抛光液中加入FA/O I非离子型表面活性剂可有效抑制碱性环境中铝栅CMP析氢腐蚀。通过实验得出,当碱性抛光液中FA/O I非离子型表面活性剂的体积分数为1.5%时,抛光液的表面张力最小,接触角最小,抑制析氢腐蚀效果最好。     

直拉SiGe合金的高温Seebeck系数

为了更好地发掘SiGe合金的热电转换性能的潜力,对几组不同的SiGe合金样品进行了性能测试,主要是对不同参数样品的Seebeck系数值进行对比,从而得出热电性能的最佳组合.不仅比较了不同组分、不同晶向和不同导电类型样品的Seebeck系数,还对单晶SiGe合金和多晶SiGe合金的热电性能进行了对比分析.发现SiGe合金的Seebeck系数具有明显的各向异性,(100)晶向的Seebeck系数明显优于(111》晶向.Seebeck系数与测试温度具有非常密切的依赖关系,随着温度的变化所有样品均在700～900K的温度范围内出现了峰值.此外还对SiGe合金的Seebeck系数与组分的关系进行了详细描述.     

温度对ULSI硅衬底化学机械抛光去除速率及动力学的控制

对材料表面化学机械高精密加工的动力学过程及控制过程进行了深入研究.根据大量实验总结出了CMP的七个动力学过程,在ULSI衬底单晶硅片的CMP研究过程中,确定了在相同机械作用条件下由温度引起的化学过程为CMP控制过程,对影响化学反应的关键因素进行了有效的优化,实现了多材料CMP速率的突破性提高.     

铌酸锂CMP速率的影响因素分析

对铌酸锂晶片平整化加工的CMP机理进行了分析,加速质量传输是CMP获得完美表面的关键,化学反应是CMP过程的控制因素,增强化学反应可提高CMP速率.通过对不同抛光液的pH值、磨料浓度及抛光压力、流量等的实验研究,分析讨论了各因素对CMP速率的影响机制,并得出优化的CMP方案.     

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。