沟槽功率MOS器件的多晶Si填槽工艺研究

介绍了多晶Si薄膜的成膜机理及其在集成电路中的应用,针对沟槽功率MOSFET集成电路制造中两种主流多晶Si工艺的优点和不足进行了分析和对比。从栅氧化层厚度分布和Arriving Angle模型两个方面分析了沟槽中多晶Si空洞的形成机制。阐述了金属通过多晶Si空洞穿透Si衬底导致器件失效的理论,并通过失效器件的FIB分析对理论加以证实。最后基于Arriving Angle模型理论,在试验中改变沟槽顶端和底部宽度,将沟槽刻蚀成倒梯形的结构,以多晶Si填充沟槽经历高温退火工艺再进行SEM分析。分析结果证实,改变沟槽顶端和底部宽度可彻底消除沟槽中多晶Si的空洞,提高器件的可靠性。     

UMOSFET功率器件漏电失效分析及工艺改善

针对U型沟槽MOSFET (UMOSFET)功率器件栅极和源极间发生漏电失效的问题,对失效器件进行了电学测试和缺陷检测,对失效现象和失效机理进行了分析,并进行了相关工艺模拟和工艺实验.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和聚焦离子束(FIB)对失效芯片的缺陷进行分析和表征.结果表明,器件的U型沟槽底部栅氧化层存在的缺陷是产生漏电的主要原因,湿氧工艺中反应气体反式二氯乙烯(Trans_LC)的残留碳化造成了芯片栅氧层中的缺陷.通过工艺模拟和实验,优化了湿氧工艺条件,工艺改进后产品的成品率稳定在98％ ～ 99％,无漏电失效现象.     

沟槽肖特基器件Si深槽刻蚀工艺

深硅刻蚀工艺是制造沟槽肖特基器件的关键技术.Si深槽的深度影响肖特基反向击穿电压,深槽的垂直度影响多晶Si回填效果,侧壁平滑度及深槽底部长草现象对器件的耐压性能影响显著.采用SF6/O2常温刻蚀工艺刻蚀Si深槽.研究了工艺压力、线圈功率、SF6/O2比例以及下电极功率等参数对沟槽深度均匀性和垂直度的影响.得到了使Si深槽形貌为槽口宽度略大于槽底,侧壁光滑,且沟槽深度均匀性为2.3％左右的工艺条件.利用该刻蚀工艺可实现沟槽多晶Si无缝回填.该工艺条件成功应用于沟槽肖特基器件制作中,反向击穿电压达到58 V,反向电压通48 V,漏电流为11.2 μA,良率达到97.55％.     

电池保护电路中MOSFET器件常见失效机理研究

受限于电子设备的内部空间,电池保护电路中MOSFET器件通常采用晶圆级芯片规模封装（WLCSP）。由于WLCSP的特点,电池保护电路中的MOSFET器件在生产、使用中会出现各种类型的失效模式和失效机理。介绍了采用WLCSP技术封装的MOSFET器件常用的分析方法与设备,结合相关的失效案例,论述了芯片开裂、芯片工艺缺陷、芯片腐蚀和过电应力这4种常见的失效机理,为MOSFET器件及其他电子元器件的失效分析和问题解决提供一定的参考。     

射频溅射刻蚀反射栅条

本文介绍用射频溅射刻蚀的方法在LiNbO_3晶片上刻蚀声表面波器件的反射沟槽,并获得性能较好的反射栅色散延迟线(不加权)。本文重点介绍射频溅射刻蚀LiNbO_3晶片要解决的几个工艺问题,即脱氧、再淀积,掩模材料的选择。还讨论了刻蚀的沟槽陡度,均匀性和重复性等问题。     

磷砷注入对沟槽MOSFET静态参数的影响北大核心

为了降低沟槽MOSFET器件导通电阻，提出了在传统沟槽MOSFET器件体区注入N型杂质的方案，优化了体区杂质浓度分布，从而降低导通电阻。经仿真验证，选择N+源区注入后注入砷，在能量为300 keV,剂量为7×1012cm-2条件下，特征导通电阻能降低13%,阈值电压降低21.8%;选择接触孔刻蚀后注入磷，在能量为100 keV,剂量为4×1012cm-2条件下，特征导通电阻降低4.3%,阈值电压几乎不变。     

深亚微米隔离技术--浅沟槽隔离工艺

研究了浅沟槽隔离(STI)工艺的各主要工艺步骤:沟槽的形成、沟槽顶角的圆滑、沟槽填充以及化学机械抛光平坦化.使用器件模拟软件Medici和Davinci分析了STI结构的隔离性能以及沟槽隔离MOSFET的Kink效应和反窄宽度效应.     

深亚微米隔离技术--浅沟槽隔离工艺

研究了浅沟槽隔离(STI)工艺的各主要工艺步骤:沟槽的形成、沟槽顶角的圆滑、沟槽填充以及化学机械抛光平坦化.使用器件模拟软件Medici和Davinci分析了STI结构的隔离性能以及沟槽隔离MOSFET的Kink效应和反窄宽度效应.     

超级结深沟槽填充工艺及其对器件性能的影响

基于沟槽型超级结MOSFET,研究了硅外延工艺、多晶硅填充工艺和非晶硅填充工艺对沟槽填充效果的影响,以及不同的沟槽填充效果对器件的漏电流的影响。     

低压沟槽功率MOSFET导通电阻的最优化设计

研究了低压沟槽功率MOSFET(<100V)在不同耐压下导通电阻最优化设计的差别。给出了确定不同耐压MOSFET参数的方法,简要分析了沟槽MOSFET的导通电阻;利用Sentaurus软件对器件的电性能进行模拟仿真。理论和仿真结果均表明,耐压高的沟槽MOSFET的导通电阻比耐压低的沟槽MOSFET更接近理想导通电阻,并且,最优导通电阻和最优沟槽宽度随着耐压的提高而逐渐增大。     

用发光显微镜测试控制先进CMOS工艺的多晶硅刻蚀时间

通过结合发光显微镜(EMMI)测试和poly-edge电容测试结构很好地控制了多晶硅刻蚀时间,避免了栅极氧化膜的早期失效.从栅极氧化膜击穿电压的测试结果可以看出,当刻蚀时间较短时,一个晶圆内几乎所有测试结构都呈现早期失效模式.通过延长刻蚀时间,早期失效数逐渐减少,最后可以完全消除早期失效,所有测试结构都为本征失效.为了分析多晶硅刻蚀时间和氧化膜失效模式的关系,对早期失效和本征失效样品进行了发光显微镜测试.Poly-edge电容结构的测试结果表明,过短的刻蚀时间导致了多晶硅在STI沟槽中的残留,硅化工艺后,这些多晶硅会使栅极和衬底短路,从而导致了栅极氧化膜的早期失效.通过延长刻蚀时间,可以有效地清除多晶硅的残留,从而保证栅极氧化膜的可靠性.     

用发光显微镜测试控制先进CMOS工艺的多晶硅刻蚀时间

通过结合发光显微镜(EMMI)测试和poly-edge电容测试结构很好地控制了多晶硅刻蚀时间,避免了栅极氧化膜的早期失效.从栅极氧化膜击穿电压的测试结果可以看出,当刻蚀时间较短时,一个晶圆内几乎所有测试结构都呈现早期失效模式.通过延长刻蚀时间,早期失效数逐渐减少,最后可以完全消除早期失效,所有测试结构都为本征失效.为了分析多晶硅刻蚀时间和氧化膜失效模式的关系,对早期失效和本征失效样品进行了发光显微镜测试.Poly-edge电容结构的测试结果表明,过短的刻蚀时间导致了多晶硅在STI沟槽中的残留,硅化工艺后,这些多晶硅会使栅极和衬底短路,从而导致了栅极氧化膜的早期失效.通过延长刻蚀时间,可以有效地清除多晶硅的残留,从而保证栅极氧化膜的可靠性.     

MEMS器件制造工艺中的高深宽比硅干法刻蚀技术

硅的高深宽比刻蚀技术是MEMS领域中的一项关键工艺。在硅片上形成高深宽比沟槽并拥有垂直侧壁结构是现在先进MEMS器件的一个决定性要求。本文分别介绍了国际上近年来使用F基和Cl2等离子体获得高深宽比的刻蚀方法并进行了比较,总结了各自的优缺点及适用范围。     

高频控制开关用沟槽MOSFET的研究

高频控制开关用功率器件要同时具备极低的导通电阻和栅漏电荷值,从而降低导通损耗和开关损耗.基于器件与工艺模拟软件TsupremⅣ和Medici,研究了工艺参数和设计参数对沟槽MOSFET器件击穿电压、比导通电阻和栅漏电荷的影响,优化设计了耐压30 V的开关用沟槽MOSFET器件.对栅极充电曲线中平台段变倾斜的现象,运用沟道长度调制效应给出了解释.     

槽栅型SiC MOSFET器件单粒子响应特性研究

利用TCAD Sentaurus模拟仿真软件,研究分析了三种不同结构的槽栅型1 200 V SiC MOSFET单粒子响应特性,器件包括传统单沟槽MOSFET、双沟槽MOSFET和非对称沟槽MOSFET结构。仿真结果表明,双沟槽MOSFET的抗单粒子特性优于其它两种结构器件。通过分析可知,双沟槽MOSFET结构的优越性在于有较深的源极深槽结构,有助于快速收集单粒子碰撞过程产生的载流子,从而缓解大量载流子聚集带来的内部电热集中,相比其它两种结构能有效抑制引起单粒子烧毁的反馈机制。     

大面阵内线转移CCD二次金属铝刻蚀残留研究

分析了引起大面阵内线转移CCD直流短路的原因,确认了二次金属铝刻蚀残留是引起器件失效的主要原因.利用扫描电子显微镜技术,研究了刻蚀工艺参数对内线转移CCD二次金属铝刻蚀残留的影响.优化了预刻蚀、主刻蚀和过刻蚀三个阶段的工艺条件,消除了金属铝刻蚀残留.采用优化的工艺参数进行二次金属铝刻蚀,器件直流成品率提高了30％.     

深沟槽工艺产品晶片周边硅针缺陷的解决方法

在功率金属氧化物半导体器件生产中,有些为了达到特殊的器件性能,采用深沟槽工艺,其沟槽深度可达几十微米,该类产品在关键的深沟槽刻蚀中,晶片边缘经常会有硅针缺陷产生,该缺陷在后续湿法清洗过程中,会成为颗粒的主要来源,影响晶片良率和污染湿法清洗机台。文章阐述了两种通过优化沟槽光刻工艺来解决此种缺陷的方法,一种为沟槽层光刻采用倒梯形工艺,另一种为沟槽层光刻采用负光阻工艺,两种方法旨在将晶片周边保护起来,在深沟槽刻蚀中下层材质不被损伤,解决深沟槽工艺产品周边硅针缺陷问题。     

快恢复二极管铜迁移失效机理及应用可靠性研究

变频空调控制器柜机主板在生产过程出现大量IPM炸裂失效,IPM炸失效同步自举二极管失效,位置不集中,对主板进行分析,确定是IPM自举电路升压二极管异常导致IPM炸裂失效,经过对大量失效二极管及全检异常二极管分析,分析研究结果表明:二极管因为晶圆设计工艺结构缺陷、焊接工艺问题,导致晶圆焊接时产生高温铜迁移,抗机械应力水平下降,在实际应用中又因为器件引脚跨距设计不合理导致器件受机械应力影响加深失效程度,最终出现过电击穿失效,经大量的方案分析验证最终确定可行的方案,有效解决二极管铜迁移失效.从器件本身提高器件的应用可靠性.     

浅谈MOSFET产品失效分析及改善措施

阐述了MOSFET产品的应用前景，说明了其封装工艺流程及注意事项，通过对MOSFET电路常见失效现象的分析验证，探讨MOSFET产品的失效机理及其影响，对相应的失效现象制定合理的失效分析方案，确保有效查找失效的具体原因，并对失效原因从设计、工艺和材料选用等方面提出改善措施。     

高温微电子学—Ⅰ：硅器件的高温特性研究

本文详细介绍了硅器件的高温理论以及制作的进展,分析了MOSFET的高温特性和失效模式,指出了改善MOSFET高温性能和提高上限温度的方法。