一种腐蚀清洗设备中的特异气体监测及处理

在湿法腐蚀清洗设备工艺过程中,使用盐酸和磷酸腐蚀表面材料为磷化铟的晶圆片,会产生一种有毒性的特异气体;针对这种特异气体,设计了一种对反应腔体内、设备内及室内的气体监测处理系统。     

等离子腐蚀的基本化学原理和腐蚀机理

本文是对作者最近发表的一篇关于等离子腐蚀述评的扩充。文章讨论了控制放电、氧化层在氟和非饱和等离子体中的各向异性腐蚀、表面构形、负荷效应及气体-表面反应的相似变量。     

一种新的铝和铝-铜-硅的干法腐蚀技术

本文介绍一种新的干腐蚀技术,即铝的“反应掩蔽溅射腐蚀”技术。这种工艺技术可刻蚀微细线条的铝和铝-铜-硅合金膜图形,没有目前通用的反应溅射腐蚀方法存在的许多麻烦问题。这种技术把淀积和腐蚀包含在一个工艺过程之中,在三氧化二铝、铝和铝-铜-硅合金被腐蚀的同时,所有其他材料表面却被涂敷上一层SiOx膜。这在本质上产生特别大(铝/掩模和铝/衬底)的腐蚀速率比。此外,腐蚀气体不含有通常会产生浸蚀和钻蚀现象的氯。事实上,这种腐蚀技术兼有反应溅射腐蚀和非反应溅射腐蚀的优点。本文介绍的腐蚀气体是四氟化硅/氧混合气体。研究结果表明,大多数添加的杂质气体对腐蚀的影响非常小。但是,添加水或氢气则可明显地影响腐蚀特性。文章示出了用光致抗蚀剂作掩蔽层采用四氟化硅/氧/氢混合气体进行反应掩蔽溅射腐蚀的典型腐蚀剖面。     

对低温无铅焊料腐蚀试验的评价

对低温无铅焊料合金（Sn—Zn）做了下列测试：盐雾测试、气体腐蚀测试和风化测试。同时通过对实验后的表面及断面的分析，探讨了腐蚀因素及对基底铜板的影响。结果表明：环境中的腐蚀性物质（硫磺和氯）与焊料中的Zn优先反应，在表面形成腐蚀生成物。然而，Zn是靠形成腐蚀物质而发挥了牺牲保护防蚀作用的，因此对基底铜板显示出高于Sn—Pb共晶焊料的耐蚀性。     

简易气体样品池中的乙炔和乙烯的表面增强拉曼光谱

设计了简易的气体样品池,并用简单制作的硝酸腐蚀的银箔、铜箔基底研究了乙炔、乙烯的表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman scattering,SERS),观察到了良好的增强效果,为进一步诊断微量有害气体提供了一种新的方法.     

聚酰亚胺在O_2-CF_4和O_2-SF_6等离子体中的干腐蚀

研究了Kapton H型聚酰亚胺膜在平行板反应室中用两种不同的气体混合物(O_2-CF_4和O_2-SF_6)的等离子体腐蚀。这两种情况都获得了高腐蚀速率(0.5～3μm/min)。观察到0.2Torr压力下反常的加载效应,可以认为,这种效应是聚酰亚胺释放出氮气的缘故。由质谱测定法探测到腐蚀过程中放出的气体,并指明氧原子和氟原子都是聚合物的主要腐蚀剂。为了给出反应过程的主要方法,与SF_6-O_2等离子体中的硅腐蚀进行了比较。腐蚀前和腐蚀后对聚酰亚胺表面的XPS(X射线光电子光谱学)测量与质谱测定法所观察到的结果是一致的。     

在等离子腐蚀中的一种新的钻蚀现象

硅和硅介质膜的腐蚀是在硅衬底表面上形成精细图形的一种基本技术。本文的目的是报导在硅、硅介质膜和铬膜气体等离子腐蚀时所观察到的一种新的腐蚀方法。众所周知,钻蚀现象是由于采用溶液的通常湿化学腐蚀方法的一种固有现象,因为腐蚀是以中心位于光致抗蚀剂的边缘按两维的正向推进。因此,当光致抗蚀剂掩模图形宽度和腐蚀的图形宽度分别定为 W_1和 W_2时,钻蚀的量△W=(W_1—W_2)/2在通常湿化学腐蚀方法的情况下总是正的。氟利昂—14气体等离子可以腐蚀硅和硅介质膜,同时腐蚀速率按下列次序:多晶     

TA2表面激光气体氮化组织结构和耐蚀性研究

采用DL-HL-T型5 kW CO2快速横流激光器对TA2钛合金进行了激光气体氮化处理。利用体视显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和能谱分析对TA2激光气体氮化层进行表面形貌、微观组织和相组成的分析;利用显微硬度计和纳米力学探针对氮化区域的显微硬度及氮化层硬度的均匀性进行了测试;利用M283恒电位仪与M352测试分析软件对氮化层进行耐蚀性测试与分析。研究结果表明,经过激光表面氮化处理,在TA2表面生成了以TiN为增强相的氮化区域。该区域由氮化层、热影响区和基体3部分构成,氮化层组织主要由TiN和α-′Ti组成,厚大约30μm,硬度比较均匀;热影响区主要由细小的针状α-′Ti构成。TA2激光气体氮化提高了基体的耐均匀腐蚀和局部腐蚀的性能。     

混合流动气体腐蚀试验探讨

气体腐蚀防护对电子产品的电性能及可靠性具有至关重要的影响。混合流动气体腐蚀试验,是一种评估电子产品材料和元器件的抗腐蚀能力的有效手段。该文基于Yamasaki制造的GH-180型气体腐蚀试验设备,探讨了一些种类的气体腐蚀的作用机理和影响试验结果的一些因素,重点分析了试验过程的关键要点,以保证试验的连续性、准确性和安全性。     

射频磁控管等离子体低能大流量反应离子腐蚀

本文研究了在碳氟化合物气体中SiO_2和Si的磁控管等离子体腐蚀。这种等离子体具有很高的离化程度,无碰撞密度,低能离子流量(在1W/cm~2的情况下I～1.0mA/cm~2,30(?)E_i(?)250eV)和可控的腐蚀均匀性。大部分等离子体维持一个电场,电场可被整形以对腐蚀表面完成标准的离子轰击。研究证明该腐蚀方法具有良好各向异性,SiO_2/Si的选择性较高,腐蚀速率比常规的反应离子腐蚀高六倍。     

在3英寸的InP衬底上使用光化学选择性干法凹槽腐蚀高平整度的N-InAlAs/InGaAs HEMT

我们已经开发了应用于InAlAs/InGaAs异质结构的大面积光化学选择性干法腐蚀.其中,使用CH_3Br气体和一个低压汞灯.InGaAs层的腐蚀速率是17nm/min,而InGaAs对InAlAs的腐蚀比大约是25∶1,用于N-InAlAs/InGaAs HEMT'S的干法凹槽是在3英寸表面使用光化学腐蚀形成的.当阈值电压是-0.95V时,整个表面的阈值电压标准偏差是18mv,对1.1μm长的栅可得到456ms/mm的跨导,而其标准偏差为14.9ms/mm。     

用于MEMS封装的纳米多孔硅气敏特性分析

采用双槽(自制)电化学腐蚀法在p型单晶硅表面制备多孔硅(PS)层,利用AFM技术分析多孔硅的表面形貌。研究分析了电流密度为20~60 mA/cm2时,多孔硅的孔径、孔深和孔隙率,并分析测试了多孔硅对高浓度乙醇的气敏特性。结果表明,在不同的电流密度腐蚀下,孔径都在10 nm左右;随着电流密度的增加,多孔硅的孔深和孔隙率增大且腐蚀的均匀性较好。当电流密度大于40 mA/cm2后,腐蚀的均匀性开始变差,灵敏度波动较大。通过对多孔硅气体吸附灵敏度的分析,在电流密度为40 mA/cm2时,对各浓度的乙醇气体的灵敏度相对稳定,均值达到2.24×106 kΩ,因此该类样品更适用于MEMS高真空封装的纳米吸气剂。     

生物医用钛合金的激光表面改性

生物医用钛及其合金是外科植入首选的替代材料，激光表面改性是改善钛合金表面磨损和腐蚀性能的有效方法。采用高功率连续波Nd:YAG激光在Ti6Al4V合金表面进行激光气体氮化改性，获得了均匀致密、无孔洞裂纹等缺陷的氮化物改性层，合金表面对人体有害元素Al、V含量明显降低。利用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、振动摩擦磨损实验机及恒电位仪对Ti6Al4V合金气体氮化改性层的组织、磨损及在模拟人体体液中的电化学腐蚀性能进行研究。实验结果表明，激光气体氮化改善了Ti6Al4V合金作为生物医学材料使用的表面性能，其抗磨损及腐蚀性能显著提高。     

锗单晶片的碱性腐蚀特性分析

讨论了锗单晶研磨片在强碱性腐蚀液和弱碱性腐蚀液中的腐蚀特性.研究了锗单晶片在两种不同腐蚀液中的腐蚀速率随腐蚀液温度、浓度的变化规律.通过探索腐蚀速率、表面光洁度及腐蚀去除量和表面粗糙度的关系,可知腐蚀片表面光洁度和腐蚀速率有关而与去除量无关.腐蚀片的表面粗糙度和去除量有关,去除量越大,粗糙度越大.表面粗糙度也与腐蚀液的碱性强弱有关,当去除量相同时,在强碱性腐蚀液中的锗腐蚀片的表面粗糙度更小.在实际应用中,应针对不同目的,选择适宜的化学腐蚀工艺.     

干法腐蚀工艺常用气体

由于干法腐蚀工艺具有图形加工精度高的特点,在近几年里得到高度重视和飞速发展。在干法腐蚀工艺过程中常用气体进行腐蚀,本文介绍干法腐蚀工艺中常用气体的种类、性质、质量要求和使用时注意事项。     

腐蚀工艺条件对InP晶片表面状况的影响

对InP晶片的化学腐蚀特性进行了分析,研究了酸性腐蚀液(盐酸系列腐蚀液)的配比、腐蚀液温度等工艺条件对InP晶片腐蚀速率、表面腐蚀形貌和化学腐蚀片表面粗糙度的影响。研究结果表明,腐蚀液温度为室温时,改变腐蚀液配比,InP晶片的腐蚀速率变化不明显,而当腐蚀液温度发生变化时则腐蚀速率、晶片表面腐蚀形貌(显微镜下的表面状况)和化学腐蚀后晶片的表面粗糙度均有较大变化,当腐蚀液温度控制在一定范围时,晶片表面光洁,显微镜下观察到的腐蚀图形均匀一致。研究结果对确定InP晶体加工过程中的化学腐蚀工艺有一定的指导意义。     

采用CH_4/H_2混合气对InP进行反应离子腐蚀的研究

CH_4/H_1混合气可以在室温下对InP进行反应离子腐蚀.由于腐蚀反应过程产生一定的淀积物,有利于增加图形侧墙腐蚀的钝化保护,实现垂直腐蚀,并能提高掩模的掩蔽作用.实验结果说明这是比较实用的一种腐蚀气体系统.对这个腐蚀系统进行了系统的实验,说明气体成分、工作气压、气体流量、射频功率以及掺入氩气对腐蚀效果的影响.     

磷化铟的CH_4／H_2反应离子腐蚀研究

研究了用来制作ＩｎＰ微细结构的反应离子腐蚀（ＲＩＥ）技术，采用ＰＬＡＳＭＡＬａｂμＰＭｏｄｕｌａｒ反应离子腐蚀系统，在ＣＨ４／Ｈ２／Ａｒ环境中，研究了ＩｎＰ的腐蚀速率、表面形貌、剩余损伤层等随反应气体组分、压力等的变化。发现速率随ＣＨ４／Ｈ２比值增大而增大，随工作压强的增大而减小。测得的腐蚀速率很慢：从４ｎｍ／ｍｉｎ到１６ｎｍ／ｍｉｎ，腐蚀图形的方向性好，因而特别适合制作尺寸为微米级的ＩｎＰ微细结构，在ＣＨ４／Ｈ２＝０．１８５时，腐蚀后的表面光亮，腐蚀速率为１４．５ｎｍ／ｍｉｎ，剩余损伤层的厚度约为１５～３０ｎｍ。与参考文献报导不同处是：在腐蚀后较为粗糙的表面上，并不总是富Ｉｎ，有时是富Ｐ。由此提出了平衡腐蚀的概念。     

用于固态电子学的激光微观光化学

聚焦、超紫外(UV)激光束已被用于固体表面以产生微米尺度的化学过程。这些过程是以在气体-固体分界面附近的气体分子光致离解开始的。依照有活性的光致碎裂片是与固体作用或者被固体吸附，微观腐蚀或微观淀积分别得以出现。固体的表面性质和气相动力学都对这一过程的定域起一份作用。烷基金属和甲基卤化物已经被用作母体分子以分别产生淀积和腐蚀。聚焦的3毫瓦UV激光对于这两种过程有足够强度产生满意的反应速率。本文探究了这一小规模光化学对微电子学的几个应用。     

在硅深－亚微米沟道反应离子刻蚀中气体成分对深度减小的影响

在硅深－亚微米沟道反应离子刻蚀（ＲＩＥ）中，发现氯化气体比氯化气体显然有较大的微－负载效应。为了解作气体效应，利用Ｃｌ２和ＳＦ６进行了模型实验。对腐蚀深度与图形宽度的关系进行了计算，计算时既考虑了腐蚀剂（离子、自由基）的屏蔽效应，也考虑了其表面迁移。根据这些结果，弄清了引起微－负载效应的原因如下：①沟道底部的腐蚀剂的浓度随沟道深度的增加／或沟道宽度的减小而减少；②随着腐蚀剂浓度的改变，氟化气体中刻蚀速率的变化比氯化气体中的大。并且指出，采用较重的卤素作为腐蚀气体，可提供一种去除微－负载效应的方法，因为离子辅助腐蚀在较重的卤素的刻蚀中是占优势的。