聚甲基丙烯酸对STI CMP中SiO2和Si3N4去除速率选择比的影响

在浅沟槽隔离(STI)化学机械抛光(CMP)中,需要保证极低的Si₃N₄去除速率,以及相对较高的SiO₂去除速率,并且要达到SiO₂与Si₃N₄的去除速率选择比大于30的要求。在CeO₂磨料质量分数为0.25%,抛光液pH=4的前提下,研究了聚甲基丙烯酸(PMAA)对SiO₂与Si₃N₄去除速率以及二者去除速率选择比的影响,分析了PMAA在影响SiO₂与Si₃N₄去除速率过程中的作用机理。结果表明,PMAA的加入可以降低SiO₂与Si₃N₄的去除速率,当PMAA的质量分数为120×10^-6时,SiO₂和Si₃N₄的去除速率分别为185.4 nm/min和...     

柠檬酸对CeO2磨料分散稳定性及抛光性能的影响

采用柠檬酸作为pH调节剂和分散剂,针对CeO₂磨料水溶液的分散性差以及浅沟槽隔离(STI)化学机械抛光(CMP)过程中正硅酸乙酯(TEOS)/氮化硅(Si₃N₄)的去除速率选择性难以控制的问题进行了研究。分散实验结果表明,由于柠檬酸可以结合在CeO₂颗粒表面从而极大提高了CeO₂磨料的空间位阻,CeO₂溶液的分散稳定性得到提升,因此,与酒石酸、硝酸和磷酸相比,在CeO₂溶液中使用柠檬酸作为pH调节剂,可以使CeO₂磨料具有更小的粒径和较低的分散度以及使CeO₂溶液具有较高绝对值的Zeta电位。抛光实验结果表明,柠檬酸可以极大抑制Si₃N₄的去除速率,且对TEOS的去除速率影响较小,因此,使用柠檬酸作为pH调节剂和分散剂能实现TEOS/Si₃N₄的高去除速率选择比。同时抛光后TEOS和Si₃N₄薄膜具有良好的表面形貌和低的表面粗糙度。     

一种GaAs基Si3N4薄膜斜坡电压测试方法及其应用

为快速、准确地评估Si₃N₄薄膜的可靠性,参照联合电子设备工程委员会(JEDEC)的相关标准,采用斜坡电压法在5 V/s和0.5 V/s两种加压速率下对厚度为100 nm的GaAs基Si₃N₄薄膜进行测试,测试样品的总面积不小于20 cm²。结合斜坡电压法的测试结果,评估该Si₃N₄薄膜生产工艺的可靠性风险程度和Si₃N₄薄膜的耐压水平、缺陷密度和良率水平,并且为经时击穿(TDDB)线性电场模型预估Si₃N₄薄膜的寿命提供可靠数据。结果表明,当目标良率为99.99%时,5 V/s和0.5 V/s下Si₃N₄薄膜的耐压值分别为23 V和18 V;当目标良率为95%时,5 V/s和0.5 V/s下Si₃N₄薄膜的耐压值分别为87 V和82 V。另外,该Si_...     

STI CMP中SiO2/CeO2混合磨料对SiO2介质层CMP性能的影响

为了在浅沟槽隔离(STI)化学机械平坦化(CMP)过程中提高对SiO₂介质层去除速率的同时保持晶圆表面一致性,研究了SiO₂/CeO₂混合磨料的协同作用以及对SiO₂介质层去除速率及一致性的影响。结果显示,相比于单一磨料,采用混合磨料能够兼顾介质去除速率和一致性。采用质量分数10%SiO₂(粒径为80 nm)与质量分数0.7%CeO₂磨料混合抛光后,对介质层的去除速率达到347 nm/min,片内非均匀性(WIWNU)为9.38%。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察颗粒状态发现,晶圆表面吸附大量的SiO₂颗粒会阻碍CeO₂磨料与晶圆表面接触,从而降低对晶圆中心的去除速率,使化学作用更均匀。通过将小粒径SiO₂磨料(40 nm)与CeO₂磨料混合,使介质层去除速率进一步提升至374 nm/min, WIWNU降低到8.83%,用原子力显微镜(AFM)表征抛光后晶圆...     

阴/非离子型表面活性剂对CMP后SiO2颗粒的去除效果

为了更有效地去除铜晶圆化学机械抛光(CMP)后清洗残留的SiO₂颗粒,选择了2种阴离子型表面活性剂(SLS、TD-40)和2种非离子型表面活性剂(AEO-5、JFC-6),通过接触角、表面张力、电化学、分子动力学模拟实验探究了4种表面活性剂在铜表面的润湿性、吸附构型及吸附稳定性。通过优化表面活性剂质量浓度,选择达到吸附稳定时的质量浓度配置4种表面活性剂来清洗铜晶圆,利用扫描电子显微镜观测铜表面形貌,对比它们的清洗效果。随后选择TD-40和JFC-6进行复配,研究复配后表面活性剂对硅溶胶颗粒的去除效果。实验结果表明,使用体积比为2∶1的TD-40与JFC-6进行复配得到的CMP清洗液对SiO₂颗粒的去除效果比单一表面活性剂的更好。     

GaN基p-i-n型紫外探测器钝化工艺研究

钝化层膜系的选择及其工艺的优化对降低GaN基紫外探测器的漏电流和提升其可靠性是至关重要的。文章采用多种钝化层：等离子体增强化学气相沉积生长的Si₃N₄(PECVD-Si₃N₄)、电感耦合等离子体化学气相沉积生长的Si₃N₄(ICPCVD-Si₃N₄)和SiO₂(ICPCVD-SiO₂)以及等离子原子层沉积生长的Al₂O₃(PEALD-Al₂O₃),分别制备了GaN基金属-绝缘体-半导体(MIS)器件，并对MIS器件的电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)特性进行了对比研究。采用PECVD-Si₃N₄作为钝化层的GaN基MIS器件具有较低的漏电流；在双层PECVD-Si₃N₄钝化层中插入PEAL...     

多绝缘层结构Spindt阴极设计及工艺实现

介绍了以SiO₂ /Si₃N₄ /SiO₂ 为绝缘层的夹层结构Spindt阴极并探索了两种工艺实验方法。将干法和湿法腐蚀相结合实现了侧壁崎岖的绝缘层空腔。通过精确调节绝缘层干法刻蚀时间,结合N-甲基吡咯烷酮和等离子体去胶的工艺,解决了光刻胶变性难以去除的问题。在扫描电子显微镜下观察到顶层SiO₂直径3.8μm、底层SiO₂直径2μm、中间层Si₃N₄和自对准钼栅孔直径1.1μm、尖锥高度1.1μm的冷阴极结构形貌。研究表明,这种崎岖的侧壁能够在测试时阻断沿路放电,在大电压下能够缓解电弧放电现象,降低冷阴极的损坏。     

纳米化处理对g-C3N4物理性质和光催化性能的影响

采用高压微射流均质处理方法,分别在水和异丙醇介质中对以三聚氰胺为前驱体通过热聚合法制备的本征g-C₃N₄材料进行纳米化处理。通过在紫外光和可见光下降解罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB),对纳米片的光催化活性进行研究。结果表明:高压微射流均质纳米化处理不会破坏g-C₃N₄层内结构,却能够有效减小g-C₃N₄的颗粒尺寸、增大其比表面积、暴露更多的活性反应位点以及延长载流子的寿命,从而提高g-C₃N₄材料的光催化活性。此外,纳米化处理能够有效调控g-C₃N₄表面官能团,使水相和异丙醇相氮化碳纳米片表面带相反的电荷,可见光照射下,当纳米化处理次数为8次时,异丙醇相氮化碳在210min内对MB的降解率为49%,水相氮化碳在210min内对RhB的降解率为100%。     

阳极刻蚀提升Ga2O3肖特基势垒二极管击穿特性

提出了一种采用阳极刻蚀提升Ga₂O₃肖特基势垒二极管(SBD)击穿特性的新方法。基于氢化物气相外延(HVPE)法生长的Ga₂O₃材料制备了Ga₂O₃纵向SBD。在完成阳极制备后，对阳极以外的Ga₂O₃漂移区进行了不同深度的刻蚀，刻蚀完成后，在器件表面生长了SiO₂介质层，随后制备了场板结构。测试结果显示，刻蚀后器件的比导通电阻小幅上升，而反向击穿电压均大幅提升。刻蚀深度为300 nm的β-Ga₂O₃ SBD具有最优特性，其比导通电阻(R_{on, sp})为2.5 mΩ·cm²,击穿电压(V_br)为1 410 V,功率品质因子(FOM)为795 MW/cm²。该研究为高性能Ga₂O₃ SBD的制备提供了一种新方法。     

垂直型g-C3N4/p++-Si异质结器件的光电性能

通过旋涂法制备垂直型的g-C₃N₄/p⁺⁺-Si异质结器件,研究该异质结器件的光电特性,探索其在可见和紫外光区的光电响应规律。该器件在零偏压和反偏压下均有明显的光电响应。在-1 V偏压下器件响应度为1.52 mA/W(激光波长532 nm,光强3.82 mW/mm²),响应时间约为0.94 s,光电流开关比为1.03×10³。相比于g-C₃N₄器件,g-C₃N₄/p⁺⁺-Si异质结器件具有更高的光电灵敏度。经过分析,其光电性能的提高是由于g-C₃N₄与Si之间形成了高质量的内建电场,该内建电场有效分离了g-C₃N₄中具有高结合能的激子,从而获得高的光生电流。特别是该器件在零偏压条件下的光电流开关比仍然可达10³以上,响应速度为0.5 s,表明g-C₃N₄/p⁺⁺-Si异质结器件在自供电低噪声光电探测器领域具有很好的应用前景。     

不同退火氛围对TiN/HfO2/SiO2/Si结构电荷分布的影响

热退火技术是集成电路制造过程中用来改善材料性能的重要手段。系统分析了两种不同的退火条件(氨气氛围和氧气氛围)对TiN/HfO₂/SiO₂/Si结构中电荷分布的影响,给出了不同退火条件下SiO₂/Si和HfO₂/SiO₂界面的界面电荷密度、HfO₂的体电荷密度以及HfO₂/SiO₂界面的界面偶极子的数值。研究结果表明,在氨气和氧气氛围中退火会使HfO₂/SiO₂界面的界面电荷密度减小、界面偶极子增加,而SiO₂/Si界面的界面电荷密度几乎不受退火影响。最后研究了不同退火氛围对电容平带电压的影响,发现两种不同的退火条件都会导致TiN/HfO₂/SiO₂/Si电容结构平带电压的正向漂移,基于退火对其电荷分布的影响研究,此正向漂移主要来源于退火导致的HfO₂/SiO₂界面的界面偶极子的增加。     

基于低温氧化的4H-SiC/SiO2界面态钝化方案

阐述4H-SiC晶圆的Si面上通过CVD淀积与低温热氧化生长的双层栅氧化物结构，在高温氮气环境下可降低4H-SiC/SiO₂界面的高密度界面缺陷。采用PECVD淀积一层均匀的SiO₂膜后，通过热氧化工艺在淀积膜与4H-SiC/SiO₂间生长一层很薄的氧化物过渡层。根据不同温区间热氧化温度形成的SiO₂膜晶型不同，改变界面中氮气退火过程中氮元素的引入，从而钝化4H-SiC/SiO₂的界面缺陷。     

用于非易失性相变存储器中Si2Sb2Te5在CF4/Ar等离子体下的反应离子刻蚀

Phase change random access memory（PCRAM） is one of the best candidates for next generation nonvolatile memory,and phase change Si₂Sb₂Te₅ material is expected to be a promising material for PCRAM.In the fabrication of phase change random access memories,the etching process is a critical step.In this paper,the etching characteristics of Si₂Sb₂Te₅ films were studied with a CF₄/Ar gas mixture using a reactive ion etching system.We observed a monotonic decrease in etch rate with decreasing CF4 concentration,meanwhile,Ar concentration went up and smoother etched surfaces were obtained.It proves that CF4 determines the etch rate while Ar plays an important role in defining the smoothness of the etched surface and sidewall edge acuity.Compared with Ge₂Sb₂Te₅, it is found that Si₂Sb₂Te₅ has a greater etch rate.Etching characteristics of Si₂Sb₂Te₅ as a function of power and pressure were also studied.The smoothest surfaces and most vertical sidewalls were achieved using a CF₄/Ar gas mixture ratio of 10/40,a background pressure of 40 mTorr,and power of 200 W.     

Ca3(BO3)2的振动光谱分析

分别利用因子群对称分析法和位置群对称分析法对Ca₃(BO₃)₂晶体的振动模式进行了理论分析。Ca₃(BO₃)₂的晶格振动模式分为外振动和内振动模式,外振动模式为:3A_1g+4A_2g+7E_g+3A_1u+3A_2u+6E_u,内振动模式为：2A_1g+2A_2g+4E_g+2A_1u+2A_2u+4E_u。Ca₃(BO₃)₂晶体在布里渊区中心Γ点晶格振动的对称性分类为：5A_1g+6A_2g+11E_g+5A_1u+6A_2u+11E_u,其中声学模为：A_2u+E_u,拉曼活性光学模为5A_1g+11E_g,红外活性光学模为：5A_2u+10E_u,其余为非拉曼、非红外活性光学振动模。用高温固相法成功合成了Ca₃(BO₃)₂粉末,测量了它的室温Raman光谱,并利用群论分析的结果对谱图进行了讨论,指认了BO₃^3-基团的特征振动频率。     

复合磨料的制备及其对层间介质CMP性能的影响

以SiO₂为内核、CeO₂为外壳制备出了核壳结构复合磨料,用以提升集成电路层间介质的去除速率及表面一致性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察复合磨料的表面形貌,利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析复合磨料的表面物相结构及化学键组成。研究结果表明,所制备的复合磨料呈现出“荔枝”形,平均粒径为70～90 nm, CeO₂粒子主要以Si—O—Ce键与SiO₂内核结合。将所制备的复合磨料配置成抛光液进行层间介质化学机械抛光(CMP)实验。实验结果表明,Zeta电位随着pH值的降低而升高,当pH值约为6.8时达到复合磨料的等电点。当pH值为3时,层间介质去除速率达到最大,为481.6 nm/min。此外,研究发现去除速率还与摩擦力和温度有关,CMP后的SiO₂晶圆均方根表面粗糙度为0.287 nm。     

TiO2薄膜CMP 抛光液组分的研究

在本文中,采用化学机械抛光(CMP)对TiO2薄膜进行平坦化处理,以降低TiO2薄膜表面粗糙度和提升抛光去除速率。实验基于优化的TiO2薄膜CMP工艺参数,通过研究抛光液组分：硅溶胶浓度、螯合剂和活性剂浓度以及抛光液pH值对材料去除速率和表面粗糙度的影响,获得最佳的抛光液组分。实验结果表明：在磨料SiO2浓度为8 %、螯合剂为10 ml/L、活性剂为50 ml/L,pH = 9.0时,TiO2薄膜材料去除速率(MRR)为65.6 nm/min,表面粗糙度(Ra)为1.26 ?(测试范围: 10 μm×10 μm),既保证了较高去除速率又降低了表面粗糙度。     

高k材料镧前驱体La(tmhd)3和La(tmod)3的热力学及其ALD应用

通过同步热分析研究两种不同的前驱体(La(tmhd)₃和La(tmod)₃)在升华过程中的热稳定性。结果表明,具有不对称分子结构的La(tmod)₃的挥发性大于La(tmhd)₃,其可以作为镧前驱体应用于原子层沉积(ALD)技术。将La(tmod)₃和O₃作为前驱体,通过ALD技术在SiO₂基片上实现了LaO_x薄膜的制备。实验结果表明,其最佳的ALD工艺参数包括：La(tmod)₃和O₃的脉冲时间分别为6 s和2 s, O₃的清洗时间为5 s,沉积温度为250℃。在制备的薄膜中发现了理想的自限性沉积行为。通过X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)证实了生长的薄膜具有良好的纯度和表面形貌,其在250℃的沉积温度下具有稳定的生长速率(约0.16?/cycle, 1?=0.1 nm),薄膜的主要成分为La_...     

酸性层间介质CMP抛光液胶体稳定性的研究

针对酸性硅溶胶(SiO₂)抛光液稳定性较差的问题,研究在磨料质量分数为16%,抛光液pH值为3的条件下,添加不同浓度阴离子表面活性剂烷基多苷磺基琥珀酸单酯盐(APG)、非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚-9(AEO-9)、高聚物聚丙烯酸(PAA)、聚乙二醇(PEG)对酸性抛光液的分散性能与SiO₂去除速率的影响。通过研究不同分散剂对抛光液的Zeta电位、粘度、紫外光谱、去除速率的影响,确定了不同分散剂的最佳浓度。研究表明,当在抛光液中分别滴加质量分数0.15%AEO-9、0.1%PEG、0.2%PAA、0.15%APG时,其抛光液的分散性能与抛光性能达到最佳;其中AEO-9的分散效果与抛光性能最好,在溶液中滴加质量分数0.15%AEO-9时,其溶液Zeta电位为-31.04 mV,粘度为5.58 mPa·s,去除速率为311.2 nm/min,并可使表面粗糙度降至0.235 nm。揭示了AEO-9在酸性硅溶胶体系下的作用机理。     

CTAB辅助合成氧化钨及其对乙二醇甲醚的气敏特性

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,二水合钨酸钠(Na₂WO₄·2H₂O)为钨源,采用水热法合成纳米氧化钨(WO₃)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对WO₃的表面形貌、晶体结构和化学成分进行表征,测试其对乙二醇甲醚的气敏特性,研究CTAB对WO₃的形貌、晶体结构和乙二醇甲醚气敏特性的影响。结果表明,CTAB可调控WO₃的形貌,添加质量分数5%的CTAB不仅将WO₃的形貌由不规则的纳米颗粒调控为疏松的纳米片状,而且提高了其对乙二醇甲醚的气敏特性,在最佳工作温度370℃下其对体积分数为1×10^-4的乙二醇甲醚的响应值达15.1,并且具有良好的重复性、长期稳定性与气体选择性。最后探讨了WO₃对乙二醇甲醚的气敏机理。     

Sm3+离子激活Y2MgTiO6橙红色荧光粉的制备及发光性质研究

采用溶胶-凝胶法合成了一系列橙红色发光的Y_2-2xMgTiO₆∶2xSm³⁺(YMT∶2xSm³⁺,0≤x≤0.11)荧光粉。通过粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光激发和发射光谱对样品进行了表征分析。结果表明，所制备的YMT∶Sm³⁺样品为纯相，无任何杂质；荧光粉颗粒尺寸为2～3μm,分散性较好且无明显团聚。在407 nm的近紫外光激发下，样品的发射光谱在500～700 nm波长范围内存在三个显著的发射峰，分别是603 nm(⁴G_5/2→⁶H_7/2)和650 nm(⁴G_5/2→⁶H_9/2)处较强的红光，以及566 nm(⁴G_5/2→⁶H_5/2)处较弱的绿光。Sm³⁺离子...