微加工工艺应力的喇曼在线测量

针对微加工工艺过程造成的残余应力,文中提出了喇曼在线测量方法,并对最常用的三种微加工工艺:淀积、腐蚀或刻蚀及键合进行了喇曼在线测量.测量结果与理论分析相符,淀积工艺中,氮化硅对硅片造成的残余应力比氧化硅造成的大,且氧化硅在硅衬底上形成的残余应力是压应力,氮化硅形成的是张应力;刻蚀工艺和键合工艺对硅片造成了相对较大的应力分布,且都为张应力,最大值超过300MPa.     

卧式热壁型PECVD设备

1、简介我公司研制的卧式PECVD设备专门应用于太阳能电池制造领域中氮化硅薄膜的淀积工艺。由于PECVD淀积氮化硅膜时,在生长氮化硅膜作为减反射膜的同时生成了大量的原子氢,这些氢原子不但具有表面钝化作用,同时可以很好的钝化硅中的位错、表面悬挂键,从而提高硅片中载流子迁移率,具有     

微结构残余应力喇曼测量理论与应用北大核心

近些年微喇曼光谱技术在微结构残余应力测量领域受到了广泛关注。简要介绍喇曼光谱应力测量方法的基本原理,重点介绍微喇曼光谱技术力学测量理论及其在微结构残余应力测量应用方面的研究进展。微喇曼光谱技术目前主要应用于立方晶系和六方晶系材料的残余应力测量;已建立的单轴应力、静水应力和双轴应力状态下的喇曼频移-应力定量关系式,是使用该技术进行残余应力测量的理论基础。在今后一段时间内,喇曼残余应力测量技术的发展将集中在复杂应力状态的张量分辨残余应力测量理论、其他类型晶体材料的喇曼应力测量理论以及深度分辨的三维喇曼残余应力测量技术三个方面。     

α-Si∶H∶Cl膜中的Si-Cl键

我们测量了不同条件下生长的α-Si∶H∶Cl材料的喇曼光谱和红外光谱。通过比较,进一步而且第一次用喇曼光谱证实了Si-Cl键振动带,并给出了其具体的识别,讨论了Si-Cl键的形成与样品制备条件的关系。α-Si∶H∶Cl样品是用辉光放电方法在H_2+SiH_4+SiCl_4混合气体中淀积在单晶硅衬底上的。膜厚1～3μm,典型的氯含量约3～7%。     

可变高应力氮化硅薄膜的内应力研究

以互补金属氧化物半导体（CMOS）器件等比例缩小为动力的硅集成电路技术已迈入纳米级尺寸,并将继续保持对摩尔定律的追求,进一步缩小器件尺寸,以满足芯片高度集成化的要求。目前基于CMOS工艺的应变硅技术受到越来越广泛的应用。氮化硅致应变技术是属于应变硅技术中的一种,该技术工艺流程相对简单,成本较低,仅通过在器件上淀积不同应力的氮化硅薄膜就可达到提高载流子迁移率的效果,因此应用越来越普遍。利用等离子体增强化学气象沉积（PECVD）的氮化硅膜,通过适当的工艺条件,可以做到压应力和张应力两种应力的变换,最终可实现在硅片上淀积出应力大于2 GPa的高应力氮化硅膜。     

低应力PECVD氮化硅薄膜的制备

研究了等离子增强化学气相淀积(PECVD)工艺中射频条件(功率和频率)对氮化硅薄膜应力的影响.对于不同射频条件下薄膜的测试结果表明:低频(LF)时氮化硅薄膜处于压应力,高频(HF)时处于张应力,且相同功率时低频的沉积速率和应力分别为高频时的两倍左右;在此基础上采用不同高低频时间比的混频工艺实现了对氮化硅薄膜应力的调控,且在高低频时间比为5:1时获得了应力仅为10 MVa的极低应力氮化硅薄膜.     

低温阳极键合工艺研究

对低温阳极键合特性进行了研究.通过对硅片进行亲水、疏水和表面未处理3 种不同处理方式研究其对键合的影响,键合前将硅片浸入去离子水（DIW）中不同时间,研究硅表面H基和氧化硅分子数量对键合的影响.结果表明经亲水处理的硅片在水中浸泡1 h 的键合效果最佳.并设计了不同烘烤时间下的阳极键合实验,表明在100 °C 下烘烤30 min 可以有效减少气泡的数量和尺寸.由不同工艺条件下得到的键合形貌可知,通过控制硅片表面微观状态可以达到减小或消除键合气泡的目的.     

单片集成MEMS中的阳极键合工艺

分析了阳极键合工艺的原理及其工艺条件对CMOS电路的影响，并通过理论分析和实验研究了单片集成MEMS中的两种阳极键合方法：对于玻璃在硅片上方的键合方式，通过在电路部分上方玻璃上腐蚀一定深度的腔及用氮化硅层保护电路可以在很大程度上减轻阳极键合工艺的影响；而玻璃在硅片下方的键合方式，硅片上的电路几乎不受阳极键合工艺的影响，两种方法各有优缺点。     

采用界面薄层氧化硅的硅片直接键合技术研究

本文研究了采用界面薄层氧化硅的硅片直接键合技术。利用原子力显微镜（AFM）和剪切力测试分别表征表面粗糙度和键合强度随着薄层氧化硅厚度的变化情况。对比了采用热氧化和等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）两种方法对晶片粗糙度及键合强度的影响。结果表明采用热氧化和PECVD沉积薄层氧化硅做硅片直接键合,键合强度分别可以达到18MPa和8MPa,键合强度随着薄层界面氧化硅厚度的增加而下降,这对于MEMS器件制备及其他硅片直接键合的应用都具有十分重要的指导意义。     

MEMS电容式超声传感器设计

在传统的电容式超声传感器(CMUT)制造过程中,用低压化学气相淀积技术形成的氮化硅薄膜残余应力大且机械性能难以预知。为此,设计了一种基于阳极键合技术的CMUT,传感器薄膜和空腔分别定义在均匀性好、残余应力低的SOI片和玻璃片上。建立了一个简化的分析模型对该结构进行机械性能分析,采用有限元分析软件ANSYS仿真验证该所建立的分析模型并预估传感器的性能。利用ANSYS静电 结构耦合仿真给出了塌陷电压。介绍了敏感单元的工艺流程。所设计的传感器频率为1.48 MHz,灵敏度为0.24 fF/Pa,塌陷电压为70 V,量程为48 kPa。