微量铜-铁对硅片表面污染的初步分析

通过比较微量铜铁单独存在和共存时对p型硅片表面的污染，采用电化学直流极化和交流阻抗技术以及SEM、EDX和AES等现代表面分析技术，对未污染和受污染的硅片表面进行了初步的研究．结果表明，当氢氟酸溶液中同时含有ppb水平（1e－9）的铜铁杂质时，不但铜会沉积在硅片表面上发生铜污染，而且还导致硅片表面的碳污染，并从电化学极化电阻、元素深度分布和空间电荷效应等方面对硅片表面铜与碳污染进行了初步的分析和讨论．     

微量铜-铁对硅片表面污染的初步分析

通过比较微量铜铁单独存在和共存时对p-型硅片表面的污染,采用电化学直流极化和交流阻抗技术以及SEM、EDX和AES等现代表面分析技术,对未污染和受污染的硅片表面进行了初步的研究.结果表明,当氢氟酸溶液中同时含有ppb-水平(10-9)的铜铁杂质时,不但铜会沉积在硅片表面上发生铜污染,而且还导致硅片表面的碳污染,并从电化学极化电阻、元素深度分布和空间电荷效应等方面对硅片表面铜与碳污染进行了初步的分析和讨论.     

螯合剂对酸性抛光液中铜离子沉积的影响

研究了几种螯合剂减少金属铜在晶片表面沉积的作用.将晶片放入含有或不含螯合剂的酸性抛光液中浸泡10min,用GFAAS测定表面沉积铜的浓度.结果表明,PAA、HEDP和AMPS的加入都能明显减少金属铜在硅片表面的沉积量,去除率分别为83%、79%和44%.进一步的研究发现,PAA过量时,即使螯合剂或者铜离子的浓度成倍增加,金属铜沉积量减少率变化不大.因此,加入过量PAA螯合剂不仅能够减少金属铜的沉积量,而且可以减弱沉积量的波动,增强工艺的稳定性.     

硅片直接键合中表面活化的研究

本文提出在直接键合前用等离子体活化硅片表面的方法。经活化后表面硅悬挂键明显增加,从而对羟基进行有效的化学吸附。低压气体放电等离子体主要通过离子轰击对硅表面赋能与活化,其活化效果与气体种类无关。温度通过热能对氧化硅表面有赋能与钝化作用,表面活化处理时温度不能超过临界点。850℃等离子体处理6分钟可得满意结果。已成功实现3英寸直径硅片之直接键合。所制成的高压MOS器件及0.8—3μm CMOS器件证实键合质量良好,未引入沾污及附加应力。     

硅片接触表面的弹性形变范围

提出了键合过程中硅片接触的一种弹性形变模型。接触硅片表面的周期性应力场决定着接触表面形貌的变化。Airy应力函数给出了满足键合界面应力平衡微分方程的解。根据应变场的分布,给出了硅片键合界面弹性形变的范围。     

激光诱导化学沉积（铜）的实验研究

利用５１４．５ｎｍＡ＾＋ｒ激光作诱导光源，研究了激光功率、辐照时间、镀液组份等化学沉积的影响规律，利用扫描电镜分析了镀斑形成过程的微观形貌，结果表明：与普通化学镀相比，激光诱导化学沉积所形成的镀层其表面平滑，颗粒分布均匀，致密。文中还初步探讨了有关激光诱导作用的机理。     

电化学沉积铜铟镓硒薄膜中溶液温度的影响

摘要：使用电化学沉积技术可低成本制备铜铟镓硒（CIGS）薄膜,并应用于太阳电池。本文研究恒压法电化学沉积中电解液温度对制备CIGS薄膜性能的影响。以柠檬酸钠为缓冲剂,Mo玻璃为衬底,电位恒定为-0.75V,电解液温度分别为20,40,60℃,均得到厚度约为1μm的CIGS薄膜。结果表明以电沉积法成功制备出黄铜矿结构的CIGS多晶薄膜,晶粒均匀,X射线衍射谱表明其组分为CuIn0.7Ga0.3Se2。电解液温度对制备薄膜的质量有显著影响,随着电解液温度升高,CIGS薄膜的结晶性变好,晶粒尺寸呈现增大趋势。电解液温度变化对薄膜组分无明显影响。     

硅片背面铜污染的清洗

H2SO4/H2O2/H2O、HNO3/HF和HF/H2O2/H2O为半导体芯片生产过程中三种去除硅片背面铜污染的化学清洗液。在单片湿法清洗机上采用这三种化学液对直径300 mm具有类似于实际生产中铜污染的硅片进行了清洗,结果发现H2SO4/H2O2/H2O在清洗过程中不对硅片表面的Si3N4膜产生损伤,但铜污染的去除效率较低;HNO3/HF和HF/H2O2/H2O对Si3N4膜产生微量刻蚀,从而去除扩散至硅片内部铜污染,从而显示出较佳的去除效果。通过比较HF/H2O2/H2O中HF体积分数与Si3N4膜刻蚀深度和清洗后铜原子浓度,HF的体积分数为1.5%时,可以使硅片表面铜原子浓度降至1010cm-2以下,并且Si3N4膜厚的损失小于1 nm。     

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌的影响

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌如粗糙度、显微镜下的表面状况的影响做了研究,通过实验结果给出了特定要求条件下硅片腐蚀的最佳方案.运用硅的化学腐蚀机理分析了表面腐蚀状况的原因.     

半导体硅片的p-n结和铜沉积行为的电化学研究

分别采用电化学直流极化和交流阻抗技术,通过控制光照和溶液化学组分,研究了半导体硅片/氢氟酸体系的电化学特性和半导体性能.对p(100)和n(100)两种硅片的研究结果均表明,有光照条件下硅/氢氟酸界面上的电化学反应很容易发生且起着主导作用,而黑暗条件下硅片则处于消耗期,电化学反应难于发生,因而其半导体性能起着重要的作用.当溶液中有微量铜存在时,硅/溶液界面上的电化学反应将被加速.通过单独研究两种硅片的电化学行为,讨论了半导体硅片在氢氟酸溶液中形成的p-n接点行为,并通过考察溶液中的铜离子浓度、光照条件和沉积时间对铜在硅片上的沉积行为的     

硅衬底清洗液中FA/O螯合剂的应用研究

FA/O螯合剂是一种具有1 3个螯合环的新型螯合剂,不含钠离子,并且易溶于水,稳定性好。通过对FA/O螯合剂在RCA标准清洗SC1、SC2溶液中的应用,对XPS的测试结果分析表明,FA/O螯合剂对Fe和Cu的络合能力比NH4OH的络合能力强,RCA标准清洗液中加入少量FA/O螯合剂就可使硅片表面微量铜、铁等金属污染物的去除效果显著增加。对清洗工艺的研究表明,在有螯合剂存在下,清洗温度控制在7 0℃,清洗时间为5 min.2次,效果更好。     

300 mm硅片表面延性磨削机理研究

根据脆性材料实现延性磨削时存在临界深度的理论,通过设定磨削参数,使之满足硅片的延性磨削条件.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对磨削硅片表面和截面进行分析研究.研究结果表明:硅片表面形成规律的磨削印痕,且磨削印痕微弱,在硅片表面留下的磨削沟槽保留延性磨削特征,硅片表面无微细裂纹和因脆性崩裂产生的凹坑;硅片截面明显地分为非晶层、次表面损伤层、单晶硅层,非晶层厚度约为50～100 nm,表面微细裂纹完全消失,次表面损伤层厚度约为50～150 nm,次表面损伤层存在微细裂纹.     

硅片在背面减薄工序中降低破片率的研究

随着半导体工业的发展,对芯片的厚度要求愈来愈薄。在半导体制造中通过对硅片进行背面减薄达到芯片变薄的目的。然而由于硅片的厚度变薄,在后续的制造过程中也增加了硅片破裂的概率。对于已经几乎加工完毕的芯片,破片造成的成本显然是相当高昂的。文章对硅片在背面减薄工序和流通环节中可能产生破片的因素进行了研究探索,通过对设备的部分装置进行改造,改进流通环节中的一些方法,经过总结数据,验证了硅片在背面减薄工序中降低破片率的可行性。     

单晶硅片超精密加工表面\亚表面损伤检测技术

对超精密加工的硅片的表层完整性的精密控制需要以精、准的检测技术为基础,本文概括性的分析了用于超精密加工硅片的表面\亚表面损伤检测技术,并从破坏性和非破坏性两个角度对检测方法的应用和发展进行了论述.     

抛光工艺对硅片表面Haze值的影响

随着超大规模集成电路的快速发展,硅片表面的Haze值对于现代半导体器件工艺的影响也越来越受到人们的重视.通过实验研究了精抛光工艺参数对硅片表面Haze值的影响规律.结果表明,随着抛光时间的延长,硅的去除量逐渐增大,硅片表面Haze值逐渐降低;同时抛光过程中机械作用与化学作用的协同作用对Haze值也有较大影响.随着抛光液温度的降低与抛光液体积流量的减小,化学作用减弱,硅片表面Haze值逐渐减小.而随着抛光压力的增大,机械作用逐渐起主导作用,硅片表面Haze值逐渐降低.但当Haze值降低到某一数值后,随着硅去除量的增大、抛光液温度的下降、抛光液体积流量的降低、抛光压力的增大,硅片表面的Haze值基本保持不变.     

硅片表面磨削技术的应用研究

随着IC制造技术的飞速发展,为了增加IC芯片产量和降低单元制造成本,硅片直径趋向大直径化,原有的传统研磨工艺已不适应大直径硅片的加工,人们开始研究用硅片自旋转表面磨削方法来代替传统的研磨方法。通过实验的方法,对切割后的硅片表面进行磨削,获得了较理想的表面效果,达到了减少抛光去除量和抛光时间的目的。     

碳化硅表面硅改性层的特性研究

为了获得具有高质量光学表面的非球面碳化硅反射镜,需对碳化硅反射镜表面进行改性。介绍了离子束辅助沉积硅的碳化硅表面改性技术。对改性样片表面硅改性层的机械性能、光学加工性、表面粗糙度及反射率等特性进行研究。实验结果表明,碳化硅表面的硅改性层具有优良的机械性能和良好的光学加工性。光学抛光后,碳化硅表面硅改性层的表面粗糙度为0.85nm[均方根(RMS)值],在可见光波段反射率最高可达98.5%(镀银反射膜)。采用数控加工方法对口径为Ф600mm的表面改性离轴非球面碳化硅反射镜进行加工,最终反射镜面形精度的RMS值达到0.018λ(λ=0.6328μm),满足高精度空间非球面反射镜的技术指标要求。