LPCVD氮化硅淀积工艺铁离子沾污研究

采用表面光电压技术研究了低压化学气相淀积(LPCVD)法氮化硅淀积工艺的Fe离子沾污.研究表明,在氮化硅淀积工艺中,NH3和SiH2 Cl2气体是Fe离子沾污的主要来源.通过对氮气进一步纯化处理、提高NH3和SiH2 Cl2气体纯度和更换传输气体的金属管路等措施,氧化工艺Fe离子沾污减少了一个数量级.     

测量二氧化硅层中可动离子沾污的三角波电压扫描法

半导体表面二氧化硅层中的可动离子对半导体器件,特别是MOS器件的可靠性和稳定性有着极其重要的影响。长期来,人们为了提高半导体器件的可靠性和稳定性,对二氧化硅层中的可动离子进行了广泛的研究。目前研究氧化层中可动离子沾污的最常用方法是加偏压和温度的电容电压法(以下简称BJ-CV法)。但是该方法存在着好多缺点:     

氧化前的原位HCl抛光在雪崩光电二极管(APD)制造中的应用

氧化时,在氧气中混入少量的HCl气体,能对有害杂质起萃取作用,能抑制硅热氧化堆垛层错的形成,减小漏电流,改善器件击穿特性。然而硅片的表面沾污和切割,研摩及抛光的机械损伤在高温氧化时要产生堆垛层错,从而增加了器件的漏电流和噪声。在APD器件制造工艺中,采用氧化前HCl原位抛光技术,去掉了切割、研摩的机械损伤层和表面污物,而后在同一炉中进行HCl氧化,从而获得高质量的氧化层,使器件的性能进一步改善,而且提高了器件的成品率。     

CCD栅介质工艺对多晶硅层间介质的影响

CCD多晶硅交叠区域绝缘介质对成品率和器件可靠性具有重要的影响.采用扫描电子显微镜和电学测试系统研究了CCD栅介质工艺对多晶硅层间介质的影响.研究结果表明:栅介质工艺对多晶硅层间介质形貌具有显著的影响.栅介质氮化硅淀积后进行氧化,随着氧化时间延长,靠近栅介质氮化硅区域的多晶硅层间介质层厚度增大.增加氮化硅氧化时间到320 min,多晶硅层间薄弱区氧化层厚度增加到227 nm.在前一次多晶硅氧化后淀积一层15 nm厚氮化硅,能够很好地填充多晶硅层间介质空隙区,不会对CCD工作电压产生不利的影响.     

InSb晶片的阳极氧化

Ⅲ～Ⅴ族半导体材料,经过阳极氧化以后,可以生成一层电阻率很高的绝缘层。这种工艺可用来制备MOS器件;或使半导体器件表面纯化,防止工艺中的再沾污,降低表面的漏电流,以达到提高半导体器件的电学性质的目的。有关这方面的研究工作,国外已有大量的报导。本文是对InSb(111)晶片,选用了几种不同类型的电解液,以恒流法进行了阳极氧化实验。对所生成的阳极氧化膜,用光学显微镜观察表面形态;离子探针法分析杂质沾污;     

CCD多晶硅层间复合绝缘介质研究

电荷耦合器件(CCD)多晶硅交叠区域绝缘介质对成品率和器件可靠性具有重要的影响。将氮化硅和二氧化硅作为CCD多晶硅层间复合绝缘介质,采用扫描电子显微镜(SEM)和电学测试系统研究了多晶硅层间氮化硅和二氧化硅复合绝缘介质对CCD多晶硅栅间距和多晶硅层间击穿电压的影响。研究结果表明,多晶硅层间复合绝缘介质中的氮化硅填充了多晶硅热氧化层的微小空隙,可以明显改善绝缘介质质量。多晶硅层间击穿电压随着氮化硅厚度的增加而增大,但太厚的氮化硅会导致CCD暗电流明显增大。由于复合绝缘介质质量好,可以减小CCD多晶硅的氧化厚度。     

彩色显象管用的有机膜材料

彩色显象管是现代信息显示的一种电子束器件,为了提高图象的质量,通常在发光层的背后,沉积一层很薄的金属铝,作为反光镜,使荧光粉发出来的光尽可能向观察一侧反射,这样可以增强屏的亮度,改善分辩能力。此外,铝层还起了保护荧光粉免受离子灼伤,加强屏的导电率和消除空间电荷的作用,这就要求铝层平滑。连续、厚薄适当、均匀,要做到这一点,必须设法在粗糙的荧光粉层上先复盖一层     

硅的腐蚀

对于硅片来说,当在其上制作出集成电路芯片以前,一面要在硅片上复盖各种物质,一面将根据需要再度分步清除。作为复盖在硅片上的物质主要有下面几种:二氧化硅(氧化膜),SixNy(氮化硅膜)等绝缘体、多晶硅等半导体以及Al、MO等的金属导体。这些物质均是材料腐蚀对象。总的说来,光刻技术就是为了把这些物质层正确加工成所要求的微细图形     

离子探针分析锑化铟器件表面沾污

本文描述用离子探针显微分析法研究锑化铟器件表面沽污的情况。研究发现:各工艺过程中采用的容器、化学试剂、去离子水及工作环境,都是杂质沽污的主要来源。离子探针显微分析法促进了工艺的改进,使阳极氧化工序的沾污杂质由13种减少到7种,Na、K和Ca杂质的含量也大大下降。中测腐蚀工序沾污杂质由11～13种减少到4～6种。器件表面沾污的减少使器件性能得到改善,φ2mm器件的阻抗由10kΩ提高到60～70kΩ,成品率也提高一倍左右。     

氮化硅膜的等离子淀积工艺

一、引言 等离子氮化硅膜已成功地用于双极和LSI MOS器件的钝化。 在半导体器件制造过程中,必须控制表面沾污。通常是采用钝化膜防止杂质渗入。钝化膜又分为,一次钝化和二次钝化。一次钝化的目的是控制和稳定半导体器件表面的电性能。硅器件的一次钝化膜通常是SiO_2,例如,加HCl热生长SiO_2成功地控制了钠离子。二次钝化层在氧化层金属化的互连及端点上提供化学、机械保护,阻挡可动离子和水蒸汽渗入;防止后工序划伤铝布线。因而可以提高可靠性和成品率。二次钝化也叫最后钝化膜,它必须满足以下要求: (1) 材料本身必须是一种优良的介质膜。热和化学稳定性好、针孔少、绝缘性能好、硬度大,对器件能提供化学和机械上的保护。     

金属/氮化物肖特基势垒和欧姆接触研究进展

金属 /氮化物肖特基势垒和欧姆接触是蓝紫光光学器件及高温大功率电子器件中的关键工艺。氮化物半导体是一种极性材料 ,表面态密度较低 ,费米能级钉扎效应较弱 ,表面处理能显著影响接触特性。样品表面的沾污和氧化层也会使接触特性显著退化。宽禁带材料的杂质离化能高 ,重掺杂比较困难。深能级陷阱对载流子的俘获效应很强。这些因素都增加了接触的制作难度 ,促使人们寻求新的方案来改进接触特性。文中从金属 /半导体接触的物理模型出发来综述肖特基势垒和欧姆接触的研究进展 ,希望能给器件研究者提供新的思路。     

粒子沾污与器件性能

粒子沾污是通过对器件的物理、化学影响使器件失效的。物理方面,有对光掩模图形以及薄膜淀积的影响,这些报导是最常见的。然而,化学方面的影响却是难以控制的。直径为零点几微米的粒子能使栅氧化层形成缺陷,从而引起MOS器件的性能严重退化。本文阐述了一些主要的粒子沾污源和器件性能退化的详细机理,并讨论了粒子沾污对成品率和可靠性的影响。     

减少硅片湿法清洗工艺铁离子沾污研究

为了研制出高性能电荷耦合器件（CCD）,减少硅片清洗工艺Fe离子沾污是关键。利用表面光电压（SPV）法,研究了硅片清洗过程的Fe离子沾污。研究表明,SPM（H2SO4/H2O2）→SC-1清洗,去除Fe离子污染的效果比较差;用SPM→SC-1→SC-2清洗,去除Fe离子杂质的效果较好,Fe离子污染减少了2个数量级。增加SC-1和SC-2清洗次数可以减少Fe离子沾污,但效果不明显。当化学试剂中金属杂质含量由1×10^-8 cm^-3减少到1×10^-9 cm^-3,清洗工艺Fe离子沾污减少到8.0×1010 cm^-3。     

氮化硅膜的氧化与氧氮化硅膜

自从1965年第一次成功地制备用于微电子学的氮化硅膜以来,对氮化硅膜的制备工艺、结构、性能、使用条件进行了广泛研究。研究最多的问题之一是氧对氮化硅膜的影响。从初期发现氮化硅膜对氧的掩蔽能力,到1968年以来对氧氮化硅膜的大量研究,从70年代对氮化硅膜的氧化性质的观测和探讨,到用各种粒子谱仪对氧沾污的直接分析等等,都是探讨氧对氮化硅膜的作用。 氧对氮化硅膜的作用,通常有两种不同的形式:一种是少量氧在氮化硅膜的形成过程中结合进氮化硅膜,改变膜层的理化性质。另一种是大量氧化剂在氮化硅的使用过程中与之发生由表及里的氧化反应。本文的目的是分别评价这两方面的研究结果。     

基于标准CMOS工艺的pH值传感器

基于传统离子敏感器件的敏感模型,建立了与CMOS工艺兼容的以钝化层氮化硅作为敏感膜的MFGFET(multi-floating gate FET)多层浮栅晶体管结构阈值电压模型.采用上华0.6μm CMOS标准工艺,设计了一种与CMOS工艺兼容的pH值传感器.片上控制电路使MFGFET器件源漏电压和源漏电流恒定,器件工作在一个稳定的状态.采用离子敏MFGFET和参考MFGFET差分拓扑结构,减少了测量电路的固定模式噪声.器件溶液实测pH值在1～13范围内,器件的平均灵敏度为35.8mV/pH.     

锑化铟红外探测器阵列的俄歇分析

对一系列InSb红外探测器阵列已进行了俄歇和深度-分布分析,目的在于检测界面沾污并阐明其原因是由于阵列工艺过程不当所致。确定在工艺过程中发生的局部界面沾污和错用材料对阵列性能和成品率严重影响的方面有三,即薄片扩散、SiO淀积和InSb表面阳极氧化。在扩散时杂质源镉在局部集结会形成不良的结和成核,这种局部集结有可能使接触脱落。不良的SiO淀积所产生的不平整和非化学配比SiO层会降低器件性能。阳极氧化过程是引起铜沾污的一个可能来源。对所怀疑的阵列界面都发现有碳沾污,若其浓度大于10原子％,就会严重影响阵列性能。已证明俄歇电子光谱技术在阵列工艺过程的质量控制检验方面是非常有用的。     

基于标准CMOS工艺的pH值传感器

基于传统离子敏感器件的敏感模型,建立了与CMOS工艺兼容的以钝化层氮化硅作为敏感膜的MFGFET(multi-floating gate FET)多层浮栅晶体管结构阈值电压模型.采用上华0.6μm CMOS标准工艺,设计了一种与CMOS工艺兼容的pH值传感器.片上控制电路使MFGFET器件源漏电压和源漏电流恒定,器件工作在一个稳定的状态.采用离子敏MFGFET和参考MFGFET差分拓扑结构,减少了测量电路的固定模式噪声.器件溶液实测pH值在1～13范围内,器件的平均灵敏度为35.8mV/pH.     

离子注入可提高金属氧化物半导体器件的抗辐射性能

据讯,采用离子注入这一新技术可以提高金属氧化物半导体器件的抗辐射性能。离子辐射对在硅衬底上热生长的二氧化硅层有两种效应:(1)在氧化层中建立一个网状正空间电荷;(2)在氧化物-硅界面形成快态。这两种效应均使金属氧化物硅器件的结构不够稳定,     

掺氧氮化硅发光二极管的发光特性研究

采用等离子体增强化学气相沉积方法低温制备非晶氮化硅薄膜,在低温下以氧气为气源,等离子体氧化非晶氮化硅薄膜,以这层薄作为有源层制备电致发光器件。实验结果表明以此方法制备的器件在正向偏置电压下可观测到强烈的黄绿光,发光峰位于540 nm,而且电致发光开启电压低,仅为6 V,功耗小。光致发光谱和电致发光谱测量表明发光来自同一种发光中心,即与Si-O相关的发光中心。     

表面光电压法研究氧化工艺铁离子沾污

表面光电压法(SPV)能精确测量硅片的Fe离子浓度,是一种快速、非破坏性的高灵敏度测试方法。采用表面光电压技术研究了氧化工艺中的Fe离子沾污。研究表明,氧气、氮气、三氯乙烯中含有的微量杂质是氧化工艺中Fe离子沾污的主要来源。通过对氧气、氮气进行进一步纯化处理、减少三氯乙烯杂质质量分数到1.0×10-8、更换传输气体的不锈钢管路等措施,将氧化工艺Fe离子沾污减少了一个数量级。