掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言碳化硅(SiC)器件制造技術(shù)與硅制造有許多相似之處，但識(shí)別材料差異是否會(huì)影響清洗能力對(duì)于這個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域很有意義。材料參數(shù)差異包括擴(kuò)散系數(shù)、表面能和化學(xué)鍵強(qiáng)度，所有這些都可以在清潔關(guān)鍵表面方面發(fā)揮作用。這項(xiàng)工作將100毫米或150毫米4H碳化硅晶片經(jīng)過(guò)汞探針電容電壓(MCV)繪圖后的痕量表面污染水平與后續(xù)清洗后的水平進(jìn)行了比較。在MCV期間，痕量金屬如汞、鐵和鎳被可控地添加，并且顯示出多種清潔方法可以將碳化硅表面恢復(fù)到低于5x1010原子/cm2的清潔度水平。討論了這些清洗在集成器件工藝流程中的位置以及成本比較。 介紹碳化硅功率器件提高了開(kāi)關(guān)效率，非常適合高溫和中高壓應(yīng)用。因此，它們有望在未來(lái)十年刺激大于1000伏的應(yīng)用增長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈兡軌蝻@著減少排放。SUNY理工學(xué)院的電力電子制造聯(lián)盟將利用這一增長(zhǎng)，因?yàn)樗褂?50毫米碳化硅晶片為1200伏功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFETs)提供了適度的體積。這個(gè)斜坡提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)描述阻礙碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管批量生產(chǎn)的發(fā)展問(wèn)題，包括成本、產(chǎn)量、產(chǎn)量和可靠性的風(fēng)險(xiǎn)。如果這些參數(shù)中的任何一個(gè)受到材料差異(硅和碳化硅之間)的影響，那么就需要識(shí)別這些問(wèn)題，并建立一個(gè)路線(xiàn)圖來(lái)改進(jìn)批量生產(chǎn)。雖然單晶碳化硅中的材料擴(kuò)散比類(lèi)似溫度下的硅慢得多，但碳化硅熱處理通常在高得多的溫度下進(jìn)行...
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![半導(dǎo)體蝕刻過(guò)程中光學(xué)監(jiān)測(cè)]( "半導(dǎo)體蝕刻過(guò)程中光學(xué)監(jiān)測(cè)")
掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言為了獲得功能正常的半導(dǎo)體器件，我們?cè)诩{米制造過(guò)程中依賴(lài)于嚴(yán)格的尺寸控制。在該初步校準(zhǔn)之后，在相同的處理?xiàng)l件下在真實(shí)晶片上運(yùn)行制造，隨后再次進(jìn)行后處理測(cè)量檢查。這種迭代方法有明顯的缺點(diǎn)，包括重復(fù)運(yùn)行的額外時(shí)間和成本、由于系統(tǒng)漂移引起的變化以及缺乏自適應(yīng)過(guò)程控制。此外，表征測(cè)量通常需要破壞樣品。很明顯，精確的、非破壞性的、實(shí)時(shí)的原位監(jiān)測(cè)是非常理想的，因?yàn)樗軌蚍答伜臀⒄{(diào)加工條件。光學(xué)表征方法滿(mǎn)足了無(wú)損檢測(cè)的需要。因此，點(diǎn)測(cè)量技術(shù)，如光譜橢偏測(cè)量法、相敏橢偏測(cè)量法、激光反射測(cè)量法、多光束干涉測(cè)量法、發(fā)射光譜測(cè)量法已經(jīng)成功實(shí)施。典型地，結(jié)構(gòu)高度是在單個(gè)感興趣的點(diǎn)或區(qū)域測(cè)量的，并且假設(shè)工藝是均勻的，則推斷出晶片上的信息。這對(duì)于大多數(shù)平面工藝來(lái)說(shuō)是足夠的。定量相位成像的相位圖像提供了關(guān)于被研究樣本的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的納米級(jí)信息。特別是，衍射相位顯微術(shù)(DPM)是一種穩(wěn)定的定量相位成像方法，已經(jīng)成功地用于研究細(xì)胞膜的納米級(jí)波動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)我們提出了一種新的光學(xué)方法，利用DPM的概念來(lái)執(zhí)行納米尺度動(dòng)力學(xué)的實(shí)時(shí)定量地形測(cè)量。我們的方法被稱(chēng)為外延衍射相位顯微術(shù)(epi-DPM)，在反射中操作以適應(yīng)不透明的樣品，并以2.8 nm的空間(即點(diǎn)到點(diǎn))和0.6 nm的時(shí)間(幀到幀)靈敏度呈現(xiàn)形貌信息。納米級(jí)地形圖像是從單個(gè)相機(jī)曝光獲得的，因此獲取速率僅受相機(jī)幀速率的限...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言發(fā)光二極管(LED)已成為近30年現(xiàn)代節(jié)能照明技術(shù)的基礎(chǔ)。通過(guò)各向異性蝕刻n面氮化鎵的蝕增是當(dāng)今生產(chǎn)藍(lán)白發(fā)光二極管(led)的關(guān)鍵方面。表面積和表面角度的數(shù)量都增加了，有利于光從發(fā)光二極管芯片耦合輸出。通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長(zhǎng)的氮化鎵疊層結(jié)構(gòu)在非連續(xù)摻雜的鈾-氮化鎵體區(qū)發(fā)生了變化。2D和三維生長(zhǎng)層的不同順序?qū)е挛诲e(cuò)密度的變化，這通過(guò)光致發(fā)光顯微鏡和x光衍射來(lái)監(jiān)測(cè)。應(yīng)用了包括激光剝離(LLO)在內(nèi)的薄膜處理，在升高的溫度下，在氫氧化鉀水溶液中測(cè)定外延變化對(duì)N面蝕刻動(dòng)力學(xué)的影響。電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)被用于以小時(shí)間增量高精度測(cè)量蝕刻過(guò)程。由此，克服了諸如確定體重減輕或身高差異的其他技術(shù)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高精度和可再現(xiàn)性。 實(shí)驗(yàn)氮化鎵層的制備：標(biāo)準(zhǔn)的c面取向氮化鎵外延層生長(zhǎng)在襯底上。如圖1所示，用不同的疊層制備外延疊層A-E。a在下面的討論中作為參考樣本。通常在最靠近基底的層中進(jìn)行三維生長(zhǎng)。我們選擇2D生長(zhǎng)來(lái)達(dá)到高的初始位錯(cuò)密度并獲得最大的位錯(cuò)密度變化。改變?nèi)S生長(zhǎng)條件是為了減少由位錯(cuò)向橫向彎曲引起的缺陷。眾所周知，3D生長(zhǎng)可以通過(guò)各種生長(zhǎng)方法來(lái)啟動(dòng)。樣品C由3000納米厚的單2D氮化鎵層組成。d的特點(diǎn)是一個(gè)修正的2D-三維轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致更多的位錯(cuò)穿透2D-三維界面。在E中，制備了兩個(gè)隨后的2D-3D轉(zhuǎn)變的阿...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言應(yīng)用放射性示蹤技術(shù)研究了金屬雜質(zhì)(如鋇、銫、鋅和錳)從化學(xué)放大光刻膠中遷移和吸附到硅基底層襯底上的行為。評(píng)估了兩個(gè)重要的工藝參數(shù)，即烘烤溫度和襯底類(lèi)型(如裸硅、多晶硅、氧化物和氮化物)。結(jié)果表明，過(guò)渡金屬(鋅和錳)的遷移率比堿金屬(銫)和堿土金屬(鋇)低，與基底類(lèi)型和焙燒溫度無(wú)關(guān)。過(guò)渡金屬與光致抗蝕劑層中共存的焊料和/或水解物質(zhì)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。發(fā)現(xiàn)金屬絡(luò)合物的尺寸、溶劑蒸發(fā)中的拖曳力和烘焙過(guò)程對(duì)雜質(zhì)遷移有顯著影響。我們提出了一個(gè)新的模型，結(jié)合化學(xué)放大光致抗蝕劑中的金屬遷移和隨后在底層襯底上的吸附，來(lái)解釋金屬遷移的途徑。該模型可以解釋金屬雜質(zhì)從光致抗蝕劑層向襯底表面的遷移率。 實(shí)驗(yàn)材料用直徑為15厘米的p型晶片生長(zhǎng)有各種薄膜(即多晶硅、二氧化硅、氮化硅和非鈍化或裸硅對(duì)照)。它們被切成2×2厘米的小塊作為測(cè)試樣品。然后通過(guò)各種光刻和剝離工藝處理這些樣品，以研究光刻工藝中引入的污染物。光刻膠的選擇在表1，選擇這種特殊的光致抗蝕劑是因?yàn)樗亲钕冗M(jìn)的超大規(guī)模集成(ULSI)制造中柵極和金屬層應(yīng)用的常用光致抗蝕劑。它可用于波長(zhǎng)為248納米的KrF準(zhǔn)分子激光曝光。 表1 光刻劑組成為了制備用于研究的不同底層襯底，在石英反應(yīng)器中通過(guò)低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)在各種起始硅片上沉積多晶硅和氮化硅膜。用流速為60 cm³...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言在半導(dǎo)體工業(yè)中，清潔的晶片表面對(duì)于電子器件的制造是必不可少的。硅片的表面污染會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模集成電路器件的嚴(yán)重退化。從硅表面去除顆粒最常用的技術(shù)是濕化學(xué)法，稱(chēng)為RCA清洗的過(guò)程。在本文中，我們通過(guò)密度泛函理論進(jìn)行第一性原理計(jì)算來(lái)研究堿金屬溶液中的金屬粘附。特別是，研究集中在鋁和鐵羥基離子的行為上，因?yàn)殇X和鐵通常在APM清洗后在晶片表面大量檢測(cè)到。目前的理論方法提出了鋁和鐵羥基絡(luò)合物粘附過(guò)程的反應(yīng)途徑，并提供了反應(yīng)活化能壘的評(píng)估?；谶@些計(jì)算結(jié)果，從硅晶片上金屬污染的概率方面討論了鋁和鐵之間的差異。本方法的動(dòng)機(jī)是從第一性原理的觀點(diǎn)來(lái)判斷傳統(tǒng)的RCA方法，尤其是APM清洗是否能完全防止金屬污染。如果APM清洗被認(rèn)為仍然有希望，那么對(duì)pH值的嚴(yán)格控制和溫度條件將是重要的。如果沒(méi)有，則需要補(bǔ)充技術(shù)，如添加劑，如表面活性劑和螯合劑，溶液中的金屬濃度應(yīng)顯著降低。 實(shí)驗(yàn)使用密度泛函理論進(jìn)行第一性原理計(jì)算。在整個(gè)工作中，我們使用了B3LYP方法，為了確定過(guò)渡狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)，執(zhí)行了光學(xué)優(yōu)化。含鋁金屬體系的自旋電子態(tài)為單線(xiàn)態(tài)，含鐵金屬體系的自旋電子態(tài)為六線(xiàn)態(tài)。在幾何優(yōu)化過(guò)程中，所有的硅、氧和鋁表面原子被允許自由移動(dòng)，只有終止襯底硅原子的氫原子被固定在它們的初始位置。鐵雜質(zhì)有兩種可能性，即三價(jià)鐵和四價(jià)鐵，兩種羥基形式的比例取決于溶液的酸堿度。因此，鋁(氫)、...
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![半導(dǎo)體制造系統(tǒng)自動(dòng)濕蝕站調(diào)度的優(yōu)化方法]( "半導(dǎo)體制造系統(tǒng)自動(dòng)濕蝕站調(diào)度的優(yōu)化方法")
掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言近年來(lái)，復(fù)雜半導(dǎo)體制造設(shè)備的高效運(yùn)行吸引了越來(lái)越多的研究興趣。該行業(yè)如今正處于增長(zhǎng)擴(kuò)張期，這些市場(chǎng)的特點(diǎn)是高度科技化和充滿(mǎn)活力。這種現(xiàn)狀迫使晶圓制造工廠(chǎng)集中精力向客戶(hù)提供高質(zhì)量、價(jià)格合理的產(chǎn)品，同時(shí)縮短交貨時(shí)間和加工時(shí)間。因此，開(kāi)發(fā)高效的短期調(diào)度策略成為達(dá)到競(jìng)爭(zhēng)力的潛在替代方案，靈活地響應(yīng)高要求市場(chǎng)和客戶(hù)的要求。自動(dòng)濕法蝕刻站是現(xiàn)代半導(dǎo)體生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它必須同時(shí)處理許多復(fù)雜的約束和有限的資源。該站由一系列連續(xù)的化學(xué)和水浴以及共享的自動(dòng)化批次轉(zhuǎn)移系統(tǒng)組成，其中必須嚴(yán)格遵循混合中間存儲(chǔ)策略，以避免非常昂貴的晶圓污染。這項(xiàng)工作解決了半導(dǎo)體工業(yè)中最關(guān)鍵的階段之一，自動(dòng)濕法蝕刻站(AWS)的短期調(diào)度問(wèn)題。開(kāi)發(fā)了一種高效的基于MILP的計(jì)算機(jī)輔助工具，以實(shí)現(xiàn)順序化學(xué)和水浴的活動(dòng)與有限的自動(dòng)化晶片批次轉(zhuǎn)移設(shè)備之間的適當(dāng)同步。主要目標(biāo)是找到最佳的集成計(jì)劃，最大限度地提高整個(gè)過(guò)程的生產(chǎn)率，而不會(huì)產(chǎn)生晶圓污染。 實(shí)驗(yàn)典型的晶圓制造工廠(chǎng)包括四個(gè)主要階段:制造、探測(cè)、組裝或包裝以及最終測(cè)試。濕法蝕刻是在晶片制造階段進(jìn)行的最復(fù)雜的操作之一。它利用晶片批次在預(yù)定順序的連續(xù)化學(xué)浴和水浴中的自動(dòng)轉(zhuǎn)移，在化學(xué)浴中有嚴(yán)格和確定的暴露時(shí)間(見(jiàn)圖1)。像機(jī)器人一樣，自動(dòng)化材料處理設(shè)備被用作在連續(xù)浴槽之間轉(zhuǎn)移批次的共享資源。浴槽之間的轉(zhuǎn)移時(shí)間是確定的。機(jī)器人不能在預(yù)定...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言濕化學(xué)蝕刻廣泛應(yīng)用于制造半導(dǎo)體。在制造中，成膜和化學(xué)蝕刻的過(guò)程交替重復(fù)以產(chǎn)生非常小的鋁層。根據(jù)蝕刻層橫截面的幾何形狀，由于應(yīng)力局部作用在蝕刻層上構(gòu)造的層上，經(jīng)常出現(xiàn)裂紋。因此，通過(guò)蝕刻產(chǎn)生具有所需橫截面幾何形狀的鋁層是重要的驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)之一。在濕化學(xué)蝕刻中，蝕刻劑通常被噴射到旋轉(zhuǎn)的晶片上，并且鋁層由于與蝕刻劑的化學(xué)反應(yīng)而被蝕刻。我們提出了一種觀察鋁層蝕刻截面的方法，并將其應(yīng)用于靜止蝕刻蝕刻的試件截面的觀察。觀察結(jié)果成功地闡明了蝕刻截面幾何形狀的時(shí)間變化，和抗蝕劑寬度對(duì)幾何形狀的影響，并對(duì)蝕刻過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。驗(yàn)證了蝕刻截面的模擬幾何形狀與觀測(cè)結(jié)果一致，表明本數(shù)值模擬可以有效地預(yù)測(cè)蝕刻截面的幾何形狀。 實(shí)驗(yàn)試件在恒溫333k的靜止蝕刻劑中蝕刻。表1列出了實(shí)驗(yàn)條件。在試件上，鋁層被濺射在硅上，鋁層被電阻屏蔽，如圖1a所示，鋁層的厚度和抗蝕劑的寬度分別用H和W表示。寬度W一般小于約50µm。Al層隨著時(shí)間的推移而被蝕刻，如圖1b所示。本文對(duì)具有三種抗阻寬度的試件進(jìn)行了研究。 表1 實(shí)驗(yàn)條件 圖1 蝕刻工藝每1分鐘后從蝕刻劑中取出試件，觀察蝕刻過(guò)程。蝕刻試件涂上樹(shù)脂薄膜，然后由FIB(聚焦離子束）成型。薄膜涂層對(duì)于保護(hù)電阻劑免受FIB處理是必不可少的，使觀察電阻蝕劑對(duì)蝕刻截面的影響成為可能。采用空間分辨率為7nm...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言在所有金屬污染物中，鐵和銅被認(rèn)為是最有問(wèn)題的。它們不僅可以很容易地從未優(yōu)化的工藝工具和低質(zhì)量的氣體和化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到晶片上，而旦還會(huì)大大降低硅器件的產(chǎn)量。用微波光電導(dǎo)衰減和表面光電壓研究了p型和n型硅中微量鐵和銅的影響。這些晶片受到了與超大規(guī)模集成技術(shù)相關(guān)的受控量的鐵和銅表面污染。襯底摻雜類(lèi)型對(duì)金屬雜質(zhì)的影響很大。正如所料，F(xiàn)e會(huì)大大降低p型襯底的少數(shù)載流子壽命。另一方面，鐵對(duì)n型硅的影響至少比p型低一個(gè)數(shù)量級(jí)。相比之下，銅對(duì)n型材料非常有害，但對(duì)于所研究的污染水平，對(duì)p型硅的少數(shù)載流子特性沒(méi)有顯著影響。 實(shí)驗(yàn) 首先，對(duì)p型硅中鐵污染情況的表征技術(shù)進(jìn)行了全面的研究。為此，CZ、p型、、6至10和24至36±2cm、125mm直徑的硅片，含中氧含量，從鐵添加（0.25：1：5）NH4OH：H、O、：H、O(SC1)溶液中得到均勻的Fe污染。通過(guò)氣相沉積得到的鐵表面濃度。表面N2環(huán)境中熱處理30分鐘，污染物被驅(qū)入晶片。氧化環(huán) 境中處理的升溫是在5%氧氣中進(jìn)行的。在N2所有情況下的冷卻都以5℃/分鐘的速度進(jìn)行到650 ℃，然后在 10分鐘內(nèi)將樣品從毛皮中取出至室溫。我們還進(jìn)行了第二組實(shí)驗(yàn)，其中同時(shí)使用n型和p型底物(表1)來(lái)解決摻雜類(lèi)型對(duì)硅中雜質(zhì)活性的影響。如前所述，從添加的SC1溶液中以控制和均勻的方式沉積。銅從稀釋的...
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