应用于MEMS的单晶硅上无电镀铜、镀镍工艺

开发了单晶硅上的选择性无电镀铜、镀镍工艺，形成了较为优化的施镀流程，实现了保形性、均镀性较好的铜、镍及其复合镀层．其中针对单晶硅表面的特点，采取了浓酸处理和氧等离子轰击两种表面预处理方法，优化了氯化钯对表面的激活时间，使得镀层质量得到提高．提出了以镍作为中间层以减小镀层应力的方法，施镀后获得的铜镀层的电阻率为2.1μΩ·cm，铜/镍复合镀层的方块电阻为0.19Ω/□．在单晶硅MEMS电感结构上实现了较好的无电镀铜，使得该元件的品质因数超过25．     

原生直拉单晶硅中的铜沉淀规律席珍强

采用红外扫描仪、扫描电镜以及电子束诱生电流仪研究了不同温度和不同冷却速度下原生直拉单晶硅的铜沉淀规律. 红外扫描仪观察发现：只有在热处理温度高于800℃的样品中才能观察到铜沉淀团，表明在原生单晶硅中铜沉淀温度为800℃. 同时，红外扫描仪和电子束诱生电流谱仪照片显示，快冷（30K/s）时，形成高密度的小铜沉淀团；而慢冷（0.3K/s）导致低密度、巨大的星形铜沉淀团的形成. 实验还发现慢冷所形成的星形铜沉淀团对少数载流子具有更强的复合强度. 最后，讨论了原生直拉单晶硅中铜沉淀规律的机理.     

SiO2/Ta界面反应及其对铜扩散的影响

利用磁控溅射方法在表面有SiO2层的Si基片上溅射Ta/NiFe薄膜,采用X射线光电子能谱(XPS)研究了SiO2/Ta界面以及Ta5Si3标准样品,并进行计算机谱图拟合分析.实验结果表明在制备态下在SiO2/Ta界面处发生了热力学上有利的化学反应:37Ta+15SiO2=5Ta5Si3+6Ta2O5,界面处形成更稳定的化合物新相Ta5Si3、Ta2O5.在采用Ta作阻挡层的ULSI铜互连结构中这些反应产物可能有利于对Cu扩散的阻挡.     

SiC/Cu-Al复合材料无压浸渍制备工艺的研究

利用化学镀法在SiC颗粒表面包覆Cu层制备了SiC/Cu复合粉体,然后将其压制成预制体并在熔融铝液中无压浸渍,制出了SiC/Cu-Al复合材料.研究了浸渍温度和时间对所制SiC/Cu-Al复合材料浸渍效果的影响.结果表明:SiC颗粒表面的Cu包覆层分布均匀;在800℃、保温2h条件下制备的SiC/Cu-Al复合材料显微...     

Cu材料激光表面强化研究

采用激光技术对Cu基材进行表面强化处理。使用扫描电镜(SEM)、电子能谱计(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对强化表面进行显微组织和物相分析,并测试了样品的显微硬度、耐磨性能和导电性能。结果表明,激光强化层无裂纹,组织细小均匀、呈快速凝固特征,强化层具有较高的硬度(平均硬度为625HV0.1)和良好的耐磨性,其磨损失重仅为纯Cu基材的1/5,而激光表面强化使导电性略微降低。激光表面强化层硬度和耐磨性的提高可归因于颗粒强化、细晶强化和固溶强化的共同作用,而导电性的降低程度主要受稀释率的影响。     

300mm铜膜低压低磨料CMP表面粗糙度的研究

随着集成电路特征尺寸的减小、低k介质的引入及晶圆尺寸的增加,如何保证在低压无磨料条件下完成大尺寸铜互连线平坦化已经成为集成电路制造工艺发展的关键。采用法国Alpsitec公司的E460E抛光机在低压低磨料的条件下,研究了12英寸(1英寸=25.4 mm)无图形(blanket)铜膜CMP工艺和抛光液配比对抛光表面质量的影响。实验结果表明,在压力为0.65 psi(1 psi=6.89×103 Pa),抛光液主要成分为体积分数分别为5%的螯合剂、2%的氧化剂和3%的表面活性剂。抛光后表面无划伤,表面非均匀性为0.085,抛光速率为400 nm.min-1,表面粗糙度为0.223 nm,各参数均满足工业化生产的需要。     

Material and process challenges in 100 nm interconnects module technology and beyond

In order for ultra-large-integrated (ULSI) circuits manufacturing to minimize the Cost of Ownership (CoO) aspect in the wiring process and realize fabricating semiconductor devices over 100 nm node, several Cu/low-k wiring technologies have been proposed. The evidential criteria in choosing the most probable one are physical or material limitation and requirements from manufacturing. A development of module processes (e.g., processing from low-k dielectrics to metal CMP) with proven equipment and material is an appropriate approach and has a high potential in overcoming those difficulties. In this paper, an advantage of dual Damascene Cu wiring accompanied with low-k (dielectric constant ∼2.7) and prediction of 100 nm Cu wiring module will be discussed.     

用高效捕收剂Y89分选铜录山难选泥质氧化铜矿石的研究

用Ｙ８９－０黄药和异丁基黄药分别作捕收剂分选铜录山难选泥质氧化铜矿石,结果表明,在选矿指标相近的情况下,Ｙ８９－０用量比异丁基黄药用量少３０％－４０％;采用硫化铜和氧化铜矿物混合浮选的流程,在药剂用量相同的条件下,用Ｙ８９－０比用异丁基黄药所获得的铜精矿含Ｃｕ高２．１８％,含Ａｕ高６．５ｇ／ｔ,Ｃｕ回收率高１．３７％,Ａｕ回收率高９．３２％。     

铜蒸汽激光器双闸流管触发系统的研究

研制成用于钢蒸汽激光器的双间流管触发系统。用两个闸流管并联进行交替触发，总输入电功率达7．8kW。低功率运行时，激光器的效率为0．6％与单间流管激光器的效率一致。     

铜蒸气激光器的热设计

本文系统阐述了铜蒸气激光器的设计过程.在大量实验资料的基础上,给出了激光器放电管尺寸、输入功率密度的选择原则,通过分析放电管内气体温度分布、激光管径向热导损耗,建立了一套确定保温层厚度的方法.分析了光束"黑心"的原因,进而提出了解决途径.以上的设计思想在我们新近研制5W器件上得到验证.