硅晶片化学机械抛光中的化学作用机理

通过分析硅晶片化学机械抛光过程中软质层的形成及其对材料去除过程的影响,研究了使用纳米CeO2磨料进行化学机械抛光中的化学作用机理.分析表明,软质层是抛光液与硅晶片反应形成的一层覆盖在硅基体表面的腐蚀层,其硬度比基材小,厚度大约在几个纳米.软质层的存在一方面增大单个磨料所去除材料的体积,增加材料去除速率;另一方面减小了磨料嵌入硅晶片基体的深度,这对于实现塑性磨削,降低抛光表面粗糙度,都起着重要的作用.     

小带宽半导体的外延生长

已用真空淀积研究了小禁带宽度半导体Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te,Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te和Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜。以前有关真空淀积Hg_(1-x)Cd_xTe的报告中,对于Hg易于由层中失去的这种估计很不一致。本文作者通过利用以下三种不同技术——(1)瞬时蒸发,(2)用装在扩散容器内的额外的汞进行瞬时蒸发,(3)从分开     

用金刚石磨削抛光CdTe表面

半导体晶片的制备一般采用湿磨膏机械抛光、腐蚀的方法,或者用化学机械抛光法。本文叙述一种新的干法技术,用以抛光闪锌矿结构的化合物。该方法是用一金刚石棱抛光切出的具有一定取向的半导体表层。这种工艺技术通常用于把大面积红外光学扫描系统中的铝表面抛光到所要求的高光洁度。已经发现,使用这一工艺技术来制备供液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜时用的CdTe衬底是非常有益的。     

低压化学气相沉积制备低应力氮化硅膜的研究

采用低压化学气相沉积方法，通过改变工艺气体配比，在硅衬底上生长低应力氮化硅薄膜。用应力仪、椭偏仪对生成的氮化硅薄膜的应力、生长速率、均匀性、折射率及腐蚀速率等进行实验。实验结果表明：低应力氮化硅薄膜制备的关键是增大DCS和NH₃的配比，配比越大，生成的氮化硅薄膜应力越小，折射率越大，耐酸腐蚀能力越强，致密性越好；但随着配比增大，生成的氮化硅薄膜均匀性变差。选择合适的工艺气体配比可在硅衬底上制备出高质量的低应力氮化硅薄膜。     

采用PSG牺牲层的空腔结构平坦化工艺

对基于微机电系统(MEMS)采用磷硅玻璃(PSG)牺牲层的空腔结构平坦化工艺进行了研究。探讨了抛光液体积流量、抛光压力、抛光液种类对牺牲层抛光速率、均匀性和硅槽台阶高度的影响,并对膜层表面质量进行分析和表征。结果表明：二氧化硅类抛光液体积流量控制在120 mL/min,此时抛光速率最高且有利于节约成本;优化了抛光压力工艺参数,当晶圆背压和保持环压力之比为0.76,即当晶圆背压为320 g/cm³,保持环压力为420 g/cm³时,可有效地改善牺牲层薄膜的均匀性;引入二氧化铈类抛光液,采用两步抛光工艺,即粗抛时采用二氧化硅类抛光液,精抛时采用二氧化铈类抛光液,可以得到较为理想的台阶高度差;最后将化学机械抛光(CMP)后牺牲层表面形貌进行表征,得到较为优异的牺牲层薄膜质量。     

某些晶体表面显微硬度和加工方法的关系

大家知道,晶体表面层的特性取决于它的加工方法。我们曾研究A~ⅢB~Ⅴ族和Cd_xHg_(1-x)Te单晶经不同方法加工的表面层缺陷。所用加工方法是沿解理面剥开,化学腐蚀,氧化铬悬浮抛光,化学机械抛光以及由牌号为ACM 1/0的金刚粉抛光。表面层的机械性能数据是根据在MT-3显微硬     

碱性抛光液对硬盘基板抛光中表面状况的影响

阐述了化学机械抛光(CMP)技术在硬盘基板加工中发挥的重要作用,介绍了SiO2碱性抛光液的化学机械抛光机理以及抛光液在化学机械抛光中发挥的重要作用。使用河北工业大学研制的SiO2碱性抛光液对硬盘基板表面抛光,分析研究了抛光液中的浓度、表面活性剂以及去除量对抛光后硬盘基板表面状况的影响机理。总结了硬盘基板表面粗糙度随抛光液中的浓度、表面活性剂及去除量的变化规律以及抛光液的这些参数如何影响到硬盘基板的表面状况。在总结和分析这些规律的基础上,对抛光结果进行了检测。经检测得出,改善抛光后的硬盘基板表面质量(Ra=0.3926nm,Rrms=0.4953nm)取得了显著效果。     

硅衬底超精密CMP中抛光液的研究

针对硅衬底的化学机械抛光,采用自制的大粒径硅溶胶抛光液进行抛光实验,研究了抛光液中主要组分对抛光速率和表面平整度的影响,以提高抛光速率和抛光质量,采用测厚仪、AFM、台阶仪对抛光速率和表面进行了测试和表征.通过优化实验获得了高速率、高平整的抛光表面.去除速率(MRR)达697nm/min,表面粗糙度(RMS)降低至0.4516nm,在提高抛光速率的同时对硅片实现了超精密抛光.     

硅衬底超精密CMP中抛光液的研究

针对硅衬底的化学机械抛光,采用自制的大粒径硅溶胶抛光液进行抛光实验,研究了抛光液中主要组分对抛光速率和表面平整度的影响,以提高抛光速率和抛光质量,采用测厚仪、AFM、台阶仪对抛光速率和表面进行了测试和表征.通过优化实验获得了高速率、高平整的抛光表面.去除速率(MRR)达697nm/min,表面粗糙度(RMS)降低至0.4516nm,在提高抛光速率的同时对硅片实现了超精密抛光.     

PECVD法氮化硅薄膜制备工艺的研究

采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）在单晶硅衬底上制备了氮化硅薄膜,分别使用膜厚仪、椭圆偏振仪等手段对薄膜的厚度、折射率等参数进行了表征。研究了硅烷氨气流量比、极板间距等工艺参数对氮化硅薄膜性能的影响,发现当硅烷氨气流量比增加时,薄膜厚度和折射率均随之增加,并发现退火工艺可以有效降低氮化硅薄膜的氢氟酸腐蚀速率。     

Bi4-xLaxTi3O12铁电薄膜结构和光学性能研究

用化学溶液沉积法分别在Si(100)和石英玻璃衬底上成功制备了一系列Bi4-xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜;用X-射线衍射仪测量了不同退火温度和不同掺镧量的BLT薄膜的结晶情况,结果显示随着退火温度的升高BLT薄膜结晶越来越好,镧的掺入并不改变钛酸铋薄膜的钙钛矿结构;用椭偏光谱仪对不同退火温度的BLT薄膜进行了椭偏光谱测量,分析得到了薄膜的光学常数谱;用激光显微拉曼光谱仪对不同掺镧量的BLT薄膜进行激光拉曼谱测量,得到了BLT薄膜振动模式随掺镧量的变化.     

Bi3．25La0．75Ti3O12超薄铁电薄膜的光学性质研究

采用化学溶液沉积法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了厚度小于100nm的Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜，测量了光子能量为2～4．5eV的紫外可见椭圆偏振光谱．根据经典的电介质光学色散关系和五相结构模型，拟合获得薄膜在透明区和吸收区的光学常数、表面粗糙度、薄膜与衬底界面层以及BLT薄膜的厚度．薄膜在透明区的折射率色散关系可以通过单电子Sellmeier模型成功地进行解释．最后，根据Tauc’s法则，得到Bi0.25La0.7Ti3O12薄膜的直接禁带宽度为3．96eV．     

PbZr0.40Ti0.60O3非晶薄膜透射光谱性质研究

采用溶胶凝胶方法在石英玻璃上制备了均匀透明的PbZr0.40Ti0.60O3(PZT)非晶薄膜，测量了200-1100nm的紫外可见近红外透射光谱，根据经典的包络计算方法，同时获得薄膜在透明振荡区的折射率，消光系数以及厚度，薄膜的折射率色散关系可以通过单电子sellmeier振荡模型成功地进行解释。最后，根据Tauc's法则，得到PbZr0.40Ti0.60O3非晶薄膜的禁带宽度为3.78eV。     

离子束溅射宽带吸收薄膜设计与制备技术研究

Si薄膜在可见光和近红外波段具有一定的吸收特性,可用于宽带吸收薄膜的制备。采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了不同沉积工艺参数的Si薄膜,基于透、反射光谱和椭偏光谱的全光谱数值拟合法,计算了Si薄膜的光学常数,并研究了氧气、氮气流量对其光学特性的影响。选择Si和Ta2O5作为高折射率材料、SiO2作为低折射率,设计了吸收率为2%和10%的宽带（1 000~1 400 nm）吸收薄膜。采用离子束溅射沉积技术,在熔融石英基底上制备了宽带吸收薄膜,对于A=2%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为2.12%、2.15%和2.22%;对于A=10%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为9.71%、8.35%和9.07%。研究结果对于吸收测量仪、光谱测试仪等仪器的定标具有重要的作用。     

PECVD制备纳米晶多晶硅薄膜

以Si(100)为衬底,采用磁控溅射和射频等离子体增强化学气相沉积系统制备了Si(100)/Al膜/非晶Si膜结构的样品。对该样品进行Al诱导真空退火以制备多晶硅薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和AFM分析薄膜微结构及表面形貌。实验结果表明,在经过500℃、550℃Al诱导退火后,形成了择优取向为〈111〉晶向的多晶硅薄膜。AFM给出了550℃退火后薄膜表面形貌,为100～200nm大小的圆丘状硅晶粒,密集排列在薄膜表面;并对Al诱导真空退火晶化的机理进行了分析。     

PECVD法氮化硅薄膜生长工艺的研究

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),在单晶硅衬底(100)上成功制备了不同生长工艺条件下的氮化硅薄膜。分别采用XP-2台阶仪、椭圆偏振仪等手段测试了薄膜的厚度、折射率、生长速率等参数。并采用原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的表面形貌。结果表明,温度和射频功率是影响薄膜生长速率的主要因素,生长速率变化幅度可以达到230nm/min甚至更高。对于薄膜折射率和成分影响最大的是NH3流量,折射率变化范围可以达到2.7～1.86。分析得出受工艺参数调控的薄膜生长速率对薄膜的性质有重要影响。     

Simultaneous quality improvement of the roughness and refractive index of SiC thin films

We deposited silicon carbide thin layers on cleaned Si (100) substrates using the plasma enhanced chemical vapor deposition method, and show that the RFTIR spectrum is periodic in the near and medium infrared ranges. It is shown that both the deposition rate and the uniformity of the thin films are decreased by increasing the substrate temperature, and that the refractive index is increased by increasing the substrate temperature. This shows that there is a trade-off between the quality improvement of the uniformity and refractive index.     

Surface planarization of ZnO thin film for optoelectronic applications

In this paper, surface morphology and optical properties are investigated to find the optimum microstructure of zinc oxide (ZnO) thin films deposited by radio frequency (RF) magnetron sputtering. To achieve a high transmittance and a low resistivity, we examined various film deposition conditions. The transmittance and surface morphology of ZnO thin films were measured by an ultraviolet (UV)-visible spectrometer and atomic force microscopy (AFM), respectively. In order to improve the surface quality of ZnO thin films, we performed chemical mechanical polishing (CMP) by change of process parameters, and compared the optical properties of polished ZnO thin films. As an experimental result, we were able to obtain good uniformity and improved transmittance efficiency by the CMP technique.     

不同沉积方式SiO2薄膜的自然时效特性

SiO2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。文中采用不同沉积技术在Si基底上制备了SiO2薄膜,并研究了它们光学特性的自然时效特性。采用不同贮存时间的椭偏光谱表征SiO2薄膜的光学特性,随着时间的增加,EB-SiO2薄膜和IAD-SiO2薄膜的物理厚度和光学厚度随着增加,但IBS-SiO2薄膜随着减小,变化率分别为1.0%,2.3%和-0.2%。当贮存时间达到120天时,IBS-SiO2薄膜、EB-SiO2薄膜和IAD-SiO2薄膜的物理厚度和光学厚度趋于稳定。实验结果表明,IBS-SiO2薄膜的光学特性稳定性最好,在最外层保护薄膜选择中,应尽可能选择离子束溅射技术沉积SiO2薄膜。