双光子三维微细加工的进展

介绍了双光子微细加工的原理及特点，总结了国内外在三维微结构、三维功能器件以及新型材料双光子微细加工的一些进展．同时介绍了作者在双光子三维微细加工研究中取得的一些研究结果．     

表面活性剂在集成电路多层布线CMP工艺中的应用研究

随着集成电路(IC)特征尺寸不断缩小,集成电路多层布线加工精度面临更高的要求,而化学机械抛光(CMP)凭借化学腐蚀和机械磨削的耦合协同作用,成为实现晶圆局部和全局平坦化的唯一可靠技术。抛光液作为CMP工艺中关键要素之一,其主要成分表面活性剂的选择以及含量会严重影响晶圆的表面质量。介绍表面活性剂的特性及其类型,回顾近年来国内外表面活性剂在集成电路多层布线相关材料CMP中的应用及作用机制,归纳总结得出表面活性剂在CMP过程中可以起到缓蚀保护、增强润湿、分散磨料、去除晶圆表面残留污染等多种作用,具有广泛的应用领域。同时,对表面活性剂在CMP中的应用前景进行了展望。     

计算机硬盘NiP基板CMP机理及技术研究

目前,大多数计算机硬盘采用镍磷敷镀的铝合金作为磁盘盘片,并采用化学机械抛光(CMP)技术作为盘片最终的精抛光.通过对镍磷基板的化学性质分析,讨论了其CMP机理,指出在整个反应过程中,化学反应速率是慢过程,它决定了最终的CMP速率,如何使络合反应迅速向右进行将成为CMP的关键.通过分析浆料在硬盘基板CMP中的重要性,指出浆料的化学成份是化学作用的关键.通过分析氧化剂、pH值、活性剂及螯合剂的影响作用,研制了新型碱性浆料,其中磨料为硬度较小粒径40 nm的SiO2水溶胶,氧化剂为H2O2,FA/O活性荆与螯合剂,并首次选用有机碱作为pH值调节剂.利用配制的抛光液通过CMP实验确定氧化剂含量为15 ml/,L,pH值为11,磨料浓度为20%时,获得的速率可达550 nm/min以上,粗糙度降至1.1 nm.     

AlGaSb/GaSb量子阱生长在优化的AlSb成核层

在GaSb缓冲层上生长5个周期的量子阱,通过优化AlSb成核层的生长温度和生长速率。平面透射电镜像确定的穿透位错密度为2.50 ± 0.91×108 cm-2,高分辨透射电镜清晰的表明AlSb/GaAs界面出现90°位错阵列,其位错的平均间距为5.4 nm,这些位错有效的释放了应变能。在26 K到300 K的温度区间,量子阱的荧光峰主要是基态电子与基态重空穴发光,然而当温度超过76 K时,观察到了基态电子到基态轻空穴的发光。     

新型GLSI弱碱性铜抛光液稳定性研究

随着极大规模集成电路(GLSI)技术节点逐渐降低至28 nm,多层铜布线化学机械抛光过程中弱碱性抛光液的稳定性成为人们研究的热点.以四乙基氢氧化铵作为pH调节剂,配制不同pH值的新型弱碱性抛光液,研究各组抛光液的pH值、粒径、Zeta电位以及铜去除速率、表面粗糙度和去除速率一致性随存放时间(0,12,24,36和48 h)的变化,并与KOH作为pH调节剂的抛光液进行了对比.结果表明,pH值、粒径、Zeta电位在存放时间内基本不变.pH值大于10时平坦化效果较差,pH值为9.0时,平坦化效果较好,0和48 h铜去除速率为530 nm/min和493.1 nm/min,抛光后铜表面粗糙度为0.718和0.855 nm,铜去除速率一致性为4.31％和4.54％,该抛光液加入双氧水后可以稳定存放48 h以上,可满足工业生产的要求.     

碱性Cu布线抛光液速率特性及平坦化性能的研究

Cu的双大马士革工艺加上化学机械平坦化(CMP)技术是目前制备Cu布线行之有效的方法。CuCMP制程中,抛光液起着至关重要的作用,针对目前国际主流酸性抛光液存在的问题和Cu及其氧化物与氢氧化物不溶于水的难题,研发了多羟多胺碱性Cu布线抛光液,研究了此抛光液随压力、转速及流量变化的特性,同时也研究了其对布线片的平坦化能力。结果表明,抛光液对Cu的去除速率随压力的增大而显著增大,随转速及流量的增加,Cu的去除速率增大缓慢,显著性依次为压力转速>流量。通过对Cu布线抛光实验表明,此抛光液能够实现多种尺寸Cu线条的平坦化。说明研发的碱性抛光液能够实现Cu布线抛光后产物可溶,且不含抑制剂等,能够实现布线片的平坦化。     

温度对ULSI硅衬底化学机械抛光去除速率及动力学的控制

对材料表面化学机械高精密加工的动力学过程及控制过程进行了深入研究.根据大量实验总结出了CMP的七个动力学过程,在ULSI衬底单晶硅片的CMP研究过程中,确定了在相同机械作用条件下由温度引起的化学过程为CMP控制过程,对影响化学反应的关键因素进行了有效的优化,实现了多材料CMP速率的突破性提高.     

铌酸锂CMP速率的影响因素分析

对铌酸锂晶片平整化加工的CMP机理进行了分析,加速质量传输是CMP获得完美表面的关键,化学反应是CMP过程的控制因素,增强化学反应可提高CMP速率.通过对不同抛光液的pH值、磨料浓度及抛光压力、流量等的实验研究,分析讨论了各因素对CMP速率的影响机制,并得出优化的CMP方案.     

配置一种不加BTA和氧化剂的弱碱性阻挡层抛光液的机理分析

在阻挡层化学机械抛光中,实现可控的铜,钽,介质去除速率选择比是一项挑战。双氧水作为氧化剂加上BTA作为抑制剂的作用被认为是一种有效的方法。但是,由于双氧水易于分解使得含有双氧水的抛光液使用寿命短。另外,BTA对抛光后清洗带来挑战：在片子表面残留有毒的有机物和颗粒。最近,我们一直致力于研究一种不加氧化剂和BTA的阻挡层抛光液。在这些工作的基础上,本文的目的是通过实验研究抛光液中不同的组分（包括硅溶胶,FA/O螯合剂,溶液PH,硝酸）胍）对铜,钽,介质去除速率的影响来讨论配置这种新型的不加BTA和氧化剂的阻挡层抛光液的机理。相关可能的抛光机也会在本论文中提出。