微/纳米复合多层金刚石自支撑膜的制备及应力研究

利用大功率DC Arc Plasma Jet CVD装置,采用Ar-H2-CH4混合气体为气源,通过优化工艺参数,在多晶钼衬底上制备出了多层复合金刚石自支撑膜.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼谱(Raman)对膜体进行表征,结果显示,多层膜体的组织结构体现了微米金刚石与纳米金刚石的典型特征;复合金刚石自支撑膜具有光滑的表面,微米层与纳米层间呈相互嵌套式的界面;此外,利用激光拉曼谱分析了多层膜中的内应力状态,研究发现,多层膜中各层膜体具有不同的内应力状态,内应力沿膜体生长方向有明显变化,呈现出从压应力到拉应力的变化过程.     

沉积参数对CVD金刚石晶粒尺寸的影响

采用DC Arc Plasma Jet CVD方法制备了金刚石自支撑膜体,考察了温度分布、沉积腔压和CH4/H2等沉积参数对所制备金刚石膜体中的晶粒尺寸的影响.实验发现沿温度降低的方向和增加腔压会使晶粒尺寸变大,当CH4/H2超过15%后,有带刻面的晶粒出现.本次实验最大的晶粒对角线长度超过1mm.     

DC Arc Plasma Jet CVD自支撑金刚石膜表面形貌的研究

本文采用30kW级直流电弧等离子体喷射法沉积自支撑金刚石膜,研究了大进气量条件下不同的甲烷浓度对金刚石膜的表面形貌及晶面取向的影响,当甲烷浓度达到一定程度时,出现纳米二次晶的形核,晶粒细化,微米金刚石转变成为纳米金刚石.同时不同的氩氢配比对金刚石膜的表面形貌也产生一定的影响.在高甲烷浓度的情况下,可以得到一种具有(111)取向的微米级金刚石膜.结果表明,随着甲烷浓度和氩氢比(Ar/H2)的增加,金刚石膜表面晶粒尺寸是呈逐渐减小趋势的,此外,通过控制甲烷浓度可以得到(111)晶面的高取向金刚石膜,当甲烷浓度为20%时,金刚石膜表面晶粒的(111)晶面可以达到高取向.     

沉积参数对CVD金刚石晶粒尺寸的影响

采用DC Arc Plasma Jet CVD方法制备了金刚石自支撑膜体,考察了温度分布、沉积腔压和CH4/H2等沉积参数对所制备金刚石膜体中的晶粒尺寸的影响.实验发现沿温度降低的方向和增加腔压会使晶粒尺寸变大,当CH4/H2超过15%后,有带刻面的晶粒出现.本次实验最大的晶粒对角线长度超过1mm.     

面向三维集成应用的Cu/SiO2晶圆级混合键合技术研究进展

Cu/SiO₂混合键合技术被认为是实现芯片三维集成和高密度电学互连的理想方案,但由于其需兼顾介质和金属两种材料的键合,目前鲜有自主开发且工艺简单、成本低廉的混合键合方案的报道。文章归纳了现有的晶圆级键合技术,包括直接键合、活化键合以及金属固液互扩散键合,分析了其应用于混合键合技术的可能性。进一步总结了近年来部分Cu/SiO₂混合键合技术的研究进展,从原理上剖析该工艺得以实现的关键,为国内半导体行业占领此高端领域提供一定的参考。     

New de-embedding structures for extracting the electrical parameters of a through-silicon-via pair

Two innovative de-embedding methods are proposed for extracting an electrical model for a throughsilicon -via(TSV) pair consisting of a ground-signal(GS) structure.In addition,based on microwave network theory, a new solution scheme is developed for dealing with multiple solutions of the transfer matrix during the process of de-embedding.A unique solution is determined based on the amplitude and the phase characteristic of S parameters. In the first de-embedding method,a typical "π" type model of the TSV pair is developed,which illustrates the need to allow for frequency dependence in the equivalent TSV pair Spice model.This de-embedding method is shown to be effective for extracting the electrical properties of the TSVs.The feasibility of a second de-embedding method is also investigated.     

快速硅通孔（TSV）填充方法

本文提出了一种新的快速低成本硅通孔填充方法。使用该方法,直径为100微米的铜芯焊球被用于硅晶圆上直径110微米、深度150微米的孔的填充。晶圆级孔填充可以在几秒内完成,速度远快于传统填充技术,大大降低了工艺成本。通过对焊料、铜和铜芯焊料三种不同金属材料填充的硅通孔的热机械性能的有限元仿真分析,结果显示在热循环过程中,使用铜芯焊料填充的硅通孔产生的热膨胀和热应力比使用焊料填充的硅通孔更小,从而表明该方法较焊料填充硅通孔具有更高的热机械可靠性。