單晶硅片的制造技術(shù)摘要：隨著ＩＣ技術(shù)的進(jìn)步，集成電路芯片不斷向高集成化、高密度化及高性能化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的硅片制造技術(shù)主要適應(yīng)小直徑（￣＜２００ ｍｍ）硅片的生產(chǎn)；隨著大直徑硅片的應(yīng)用，硅片的超精密磨削得到廣泛的應(yīng)用。文章主要論述了小直徑硅片的制造技術(shù)以及適應(yīng)大直徑硅片生產(chǎn)的硅片自旋轉(zhuǎn)磨削法的加工原理和工藝特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：ＩＣ 硅片研磨拋光磨削 集成電路（IC)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。IC所用的材料主要是硅、諸和碑化嫁等，全球90%以上IC都采用硅片。制造IC的硅片，不僅要求具有極高的平面度和極小的表面粗糙度，而且要求表面無(wú)變質(zhì)層、無(wú)劃傷。目前硅單晶制備技術(shù)可使晶體徑向參數(shù)均勻，體內(nèi)微缺陷減少，0.1~0.3um大小的缺陷平均可以少于0.05個(gè)/cm2;對(duì)電路加工過(guò)程中誘生的缺陷理論模型也有了較為完整的認(rèn)識(shí)，由此發(fā)展了一整套完美晶體的加工工藝。此外，隨著半導(dǎo)體工業(yè)的飛速發(fā)展，為滿足現(xiàn)代微處理器和其它邏輯芯片要求，一方面，為了增大芯片產(chǎn)量，降低單元制造成本，要求硅片的直徑不斷增大；另一方面，為了提高IC的集成度，要求硅片的刻線寬度越來(lái)越細(xì)。IC制造技術(shù)已經(jīng)跨入0.13和300mm時(shí)代，這對(duì)單晶硅片的制造技術(shù)提出了新的要求。1硅片直徑及集成電路的發(fā)展趨勢(shì)按照美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)（SIA)提出的微電子技術(shù)發(fā)展構(gòu)圖，到2008年，將開(kāi)始使用直徑450mm的硅片（硅片直徑的發(fā)展趨勢(shì)如圖1...
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TSV基礎(chǔ)知識(shí)介紹硅通孔技術(shù)(TSV)：第4代封裝技術(shù)硅通孔技術(shù)（TSV，Through -Silicon-Via）是通過(guò)在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)。與以往的IC封裝鍵合和使用凸點(diǎn)的疊加技術(shù)不同，TSV能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能。日月光公司集團(tuán)研發(fā)中心總經(jīng)理唐和明博士在Chartered上海2007技術(shù)研討會(huì)上將TSV稱為繼線鍵合（Wire Bonding）、TAB和倒裝芯片（FC）之后的第四代封裝技術(shù)。然而，TSV與常規(guī)封裝技術(shù)有一個(gè)明顯的不同點(diǎn)，TSV的制作可以集成到制造工藝的不同階段。在晶圓制造CMOS或BEOL步驟之前完成硅通孔通常被稱作Via-first。此時(shí)，TSV的制作可以在Fab廠前端金屬互連之前進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)core-to-core的連接。該方案目前在微處理器等高性能器件領(lǐng)域研究較多，主要作為SoC的替代方案。Via-first也可以在CMOS完成之后再進(jìn)行TSV的制作，然后完成器件制造和后端的封裝。而將TSV放在封裝生產(chǎn)階段，通常被稱作Via-last，該方案的明顯優(yōu)勢(shì)是可以不改變現(xiàn)有集成電路流程和設(shè)計(jì)。目前，部分廠商已開(kāi)始在高端的Flash和DRAM領(lǐng)域采用Via-last技術(shù),即在芯片的周邊進(jìn)行通孔，然后進(jìn)行芯片或晶圓的層疊?？涛g工藝是關(guān)鍵盡管TSV制程的集成...
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SiC基芯片背面通孔刻蝕工藝研究摘要:通過(guò)對(duì)感應(yīng)耦合等離子體(ICP)設(shè)備裝片夾具進(jìn)行改進(jìn)，提高了背氦的導(dǎo)熱效率，減小了下電極基底與晶圓表面之間的溫度差，提高了冷卻效果。對(duì)裝片夾具改進(jìn)前后進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并分析了射頻功率、ICP功率、下電極基底溫度、腔室壓力等參數(shù)對(duì)SiC背面通孔的刻蝕速率、選擇比、傾斜角及側(cè)壁光滑度的影響。通過(guò)裝片夾具改進(jìn)及工藝條件優(yōu)化，開(kāi)發(fā)出刻蝕速率為1μm/min、SiC與Ni的選擇比大于60∶1、傾斜角小于85°、側(cè)壁光滑的SiC通孔工藝條件，可用于SiC基GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)、SiC金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MESFET)等大功率微波器件及其微波單片集成電路(MMIC)研制與生產(chǎn)的背面通孔刻蝕，并可縮短工藝時(shí)間降低生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞:碳化硅;背面通孔刻蝕;感應(yīng)耦合等離子體(ICP);刻蝕速率; 引言SiC與GaN為繼Si和GaAs材料之后的第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，用其制作的半導(dǎo)體微波功率器件及其微波單片集成電路(MMIC)具有工作溫度高、應(yīng)用頻率高、功率輸出大、增益高等優(yōu)點(diǎn)［1－2］。由于SiC材料具有較高的熱導(dǎo)率和穩(wěn)定性及與GaN材料的晶格匹配較好，在SiC襯底上外延GaN材料成為當(dāng)今GaN功率器件發(fā)展的主要方向，特別是在高性能GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)微波功率器件及其...
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干法刻蝕之鋁刻蝕在集成電路的制造過(guò)程中，刻蝕就是利用化學(xué)或物理方法有選擇性地從硅片表面去除不需要的材料的過(guò)程。從工藝上區(qū)分，刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕。前者的主要特點(diǎn)是各向同性刻蝕；后者是利用等離子體來(lái)進(jìn)行各向異性刻蝕，可以嚴(yán)格控制縱向和橫向刻蝕。 干法的各向異性刻蝕，可以用表面損傷和側(cè)壁鈍化兩種機(jī)制來(lái)解釋。表面損傷機(jī)制是指，與硅片平行的待刻蝕物質(zhì)的圖形底部，表面的原子鍵被破壞，擴(kuò)散至此的自由基很容易與其發(fā)生反應(yīng)，使得這個(gè)方向的刻蝕得以持續(xù)進(jìn)行。與硅片垂直的圖形側(cè)壁則因?yàn)楸砻嬖渔I完整，從而形態(tài)得到保護(hù)。側(cè)壁鈍化機(jī)制是指，刻蝕反應(yīng)產(chǎn)生的非揮發(fā)性的副產(chǎn)物，光刻膠刻蝕產(chǎn)生的聚合物，以及側(cè)壁表面的氧化物或氮化物會(huì)在待刻蝕物質(zhì)表面形成鈍化層。圖形底部受到離子的轟擊，鈍化層會(huì)被擊穿，露出里面的待刻蝕物質(zhì)繼續(xù)反應(yīng)，而圖形側(cè)壁鈍化層受到較少的離子轟擊，阻止了這個(gè)方向刻蝕的進(jìn)一步進(jìn)行。在半導(dǎo)體干法刻蝕工藝中，根據(jù)待刻蝕材料的不同，可分為金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕和硅刻蝕。金屬刻蝕又可以分為金屬鋁刻蝕、金屬鎢刻蝕和氮化鈦刻蝕等。目前，金屬鋁作為連線材料，仍然廣泛用于DRAM和flash等存儲(chǔ)器，以及0.13um 以上的邏輯產(chǎn)品中。本文著重介紹金屬鋁的刻蝕工藝。 金屬鋁刻蝕通常用到以下氣體：Cl2、BCl3、Ar、 N2、CHF3和C2H4等。Cl2作為...
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RENA前后清洗工藝什么是太陽(yáng)能電池？1. 太陽(yáng)能電池的原理太陽(yáng)電池是利用光生伏特效應(yīng)，把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。它的工作原理可以概括成下面幾個(gè)主要過(guò)程：第一，必須有光的照射，可以是單色光，太陽(yáng)光或我們測(cè)試用的模擬太陽(yáng)光源。第二，光子注入到半導(dǎo)體后，激發(fā)出電子—空穴對(duì)。這些電子空穴對(duì)必須有足夠的壽命保證不會(huì)在分離前被附和。第三，必須有個(gè)靜電場(chǎng)（PN結(jié)），起分離電子空穴的作用。第四，被分離的電子空穴，經(jīng)電極收集輸出到電池體外，形成電流。2. 制造太陽(yáng)能電池的基本工藝流程二、前清洗（制絨）1. 制絨工藝的分類：制絨按工藝不同可分為堿制絨和酸制絨： 利用堿溶液對(duì)單晶硅不同晶面有不同的腐蝕速率（各向異性腐蝕），對(duì)（100）面腐蝕快，對(duì)（111）面腐蝕慢。如果將(100)作為電池的表面，經(jīng)過(guò)腐蝕、在表面會(huì)出現(xiàn)以 (111)面形成的錐體密布表面（金字塔狀），稱為表面織構(gòu)化。但是對(duì)于多晶硅，由于晶體排列方式雜亂，如果利用堿液，無(wú)法進(jìn)行腐蝕得到良好的金字塔織構(gòu)化表面，此時(shí)只能用酸溶液進(jìn)行各向同性腐蝕，獲得表面存在許多凹坑的表面結(jié)構(gòu)，也能起到良好的陷光作用。2. 陷光原理：當(dāng)入射光入射到一定角度的斜面，光會(huì)反射到另一角度的斜面形成二次吸收或者多次吸收，從而增加吸收率。腐蝕深度在4.4± 0.4...
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GaN材料介紹1.1ＧａＮ的晶體結(jié)構(gòu)一般地說(shuō)，ＧａＮ具有三類晶體結(jié)構(gòu)，分別為：纖鋅礦，閑鋅礦和巖鹽礦。閃鋅礦和巖鹽礦是比較少見(jiàn)的。它們的晶體結(jié)構(gòu)示意圖有下圖1.1所示。人們所制各的ＧａＮ的結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)都是纖鋅礦結(jié)構(gòu)，因此著重介紹一下Ｇａｂ］的纖鋅礦結(jié)構(gòu)。ＧａＮ晶體是可以看作山兩套六角密堆積的晶格相互嵌套的纖鋅礦結(jié)構(gòu)。這就是說(shuō)．這種結(jié)構(gòu)相當(dāng)于兩套格子沿著Ｃ軸（０００１）方向錯(cuò)了３／８的晶格常數(shù)位簧，而兩套格子中任何一個(gè)格子都由一類原子（Ｎ原子或者Ｇａ原子）構(gòu)成，如1.1圖所示。在纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ＧａＮ中沿Ｃ軸（０００１）方向的原子排序：Ｇａ＾Ｎ＾ＯａｅＮＢＣ３ａ＾Ｎ＾ＧａＢＮＢ等等依次延續(xù)。Ｈ．Ｐ．Ｍａｒｕｓａｋａ和Ｊ．Ｊ．Ｔｉｅｔｊｅｎ［２６】等人給出了被廣泛的接受ＧａＮ的晶格常數(shù)，分別為ａ＝０．３ｌ８９ｎｍ，ｃ－－０．５１８５ｎｍ。１．２ＧａＮ的化學(xué)性質(zhì)ＧａＮ的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，在室溫下，幾乎不與酸和堿的溶液反應(yīng)１２７１。到現(xiàn)階段為止，只有熔融的ＫＯＨ能比較有效的與ＧａＮ反應(yīng)【２引．而這個(gè)方法被人們用來(lái)檢測(cè)（３ａＮ外延膜的缺陷【２９】。另外，還有電化學(xué)濕法刻蝕，本文會(huì)在后面講到。由于ＧａＮ的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以通過(guò)常用的化學(xué)反應(yīng)手段進(jìn)行腐蝕。因此，在ＧａＮ器件的制作過(guò)程中常用干法刻蝕。主要是感應(yīng)耦臺(tái)等離子刻蝕和反應(yīng)離子刻蝕的兩類刻蝕方法。這兩類的干法刻蝕所用的刻蝕氣體一般是氯元素的化...
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摘要：化學(xué)機(jī)械拋光（ＣＭＰ）技術(shù)是目前廣泛采用的幾乎唯一的高精度全局平面化技術(shù)。拋光后表面的清洗質(zhì)量直接關(guān)系到ＣＭＰ技術(shù)水平的高低。介紹了各種機(jī)械、物理及化學(xué)清洗方法與工藝技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，指出了清洗荊、清洗方式是ＣＭＰ后清洗技術(shù)中的關(guān)捷要素。綜述了ＣＭＰ后清洗技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了ＣＭＰ后清洗存在的問(wèn)題，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：化學(xué)機(jī)械拋光；原子級(jí)精度表面；清洗技術(shù)０引言目前因拋光后表面清洗不干凈引起的電子器件產(chǎn)品合格率降低，占次品率的５０％左右，清洗質(zhì)量的高低已嚴(yán)重影響到先進(jìn)電子產(chǎn)品的性能、可靠性與穩(wěn)定性。工藝中ｓｉ片表面吸附的微粒、有機(jī)和無(wú)機(jī)粘污會(huì)破壞極薄氧化層的完整性，導(dǎo)致微結(jié)構(gòu)缺陷，引起低擊穿、管道擊穿、軟擊穿、漏電流增加以及芯片短路等問(wèn)題?１。計(jì)算機(jī)硬盤技術(shù)中，隨著硬盤存儲(chǔ)密度的快速上升，磁頭的飛行高度已降低到１０姍以下Ｌ２Ｊ。原子級(jí)表面粗糙度（原子直徑小于０．３ｎｍ）、無(wú)微觀缺陷、潔凈的高精表面已成為高技術(shù)電子產(chǎn)品制造中的共同要求，也是關(guān)系其性能的關(guān)鍵因素。目前一般采用ＣＭＰ技術(shù)進(jìn)行片子表面的高精度全局平坦化。由于拋光后新鮮表面活性高，以及ＣＭＰ拋光液中大量使用高濃度的納米磨粒（如納米Ｓｉ０２、納米ＡＩＯ粒子）、多種化學(xué)品等因素，工件表面極易吸附納米顆粒等污染物，導(dǎo)致ＣＭＰ后清洗極其困難。集成電路技術(shù)中，對(duì)０．３５ｐｍ及以下的ＣＭＯＳ工藝，要求后清洗提供的片子上０...
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在半導(dǎo)體濕制程、生物制藥、冶金化工等諸多行業(yè)，制程工藝往往需要藥液的高精確控溫，若采用傳統(tǒng)的加熱與外水冷卻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控溫，藥液溫度精度誤差大、控溫速率低、防腐性能低等等。而華林科納半導(dǎo)體型電子冷熱器正好彌補(bǔ)以上缺陷?！ 鳠岬娜N基本方式是：熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。華林科納半導(dǎo)體型電子冷熱器的傳熱方式是屬于熱傳導(dǎo)，熱量從物體內(nèi)溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分或者傳遞到與之接觸的溫度較低的另一物體的過(guò)程稱為熱傳導(dǎo)。通過(guò)冷熱交替從而實(shí)現(xiàn)熱液-冷液間溫度的傳遞，最終達(dá)到用戶需要的溫度（冷熱都可以實(shí)現(xiàn)）?！ ∪欢?，在上述提及的行業(yè)中，很多控溫的藥液往往帶有腐蝕性，制程工藝要達(dá)到100℃以上高溫，這就需要冷熱交換器用不同的材質(zhì)來(lái)適應(yīng)不同的材質(zhì)。作為濕制程設(shè)備專業(yè)制造商，經(jīng)過(guò)多年研發(fā)及更新?lián)Q代，華林科納公司研發(fā)的新型CSE-CHEC-VI電子冷熱器能夠?qū)崿F(xiàn)各行業(yè)95%以上的不同濕制程要求下的精確控溫。 冷熱交換取熱器，包括冷熱交換單元與控制系統(tǒng)兩個(gè)部分。冷熱交換單元根據(jù)藥液的不同特性，可采用PVDF、PTFE、不銹鋼等不同材質(zhì)制造。冷熱交換單元內(nèi)置半導(dǎo)體冷熱交換片、超溫保護(hù)單元、漏液保護(hù)單元、藥液防腐隔離單元等等。工藝槽的藥液經(jīng)過(guò)防腐泵、過(guò)濾器后、半導(dǎo)體冷熱控制單元形成一個(gè)閉環(huán)控制。根據(jù)槽體內(nèi)的溫度傳感器采集，PID數(shù)字閉環(huán)調(diào)節(jié)，重新注入處理槽內(nèi)。由此，經(jīng)過(guò)不斷循環(huán)交換冷熱，將藥液溫度實(shí)時(shí)控...
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在半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，器件的特征尺寸越來(lái)越小，光刻工藝也變得越發(fā)復(fù)雜，而這也導(dǎo)致了下一代光刻技術(shù)的成本不斷增加。追求特征尺寸的縮小，就需要減小曝光波長(zhǎng)。在比DUV和EUV更先進(jìn)的下一代光刻技術(shù)中，電子束光刻已被證明有非常高的分辨率，但其生產(chǎn)效率太低；X 線光刻雖然可以具備高產(chǎn)率，但X 線光刻的設(shè)備相當(dāng)昂貴。光學(xué)光刻成本和復(fù)雜的趨勢(shì)以及下一代光刻技術(shù)難以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化激發(fā)人們?nèi)パ邪l(fā)一種非光學(xué)的、廉價(jià)的且工藝簡(jiǎn)便的納米技術(shù)，即納米壓印技術(shù)(Nanoimprint Lithography，NIL)。1995年，華裔科學(xué)家周郁(Stephen Chou)提出了納米壓印技術(shù)(Nanoimprint Lithography，NIL)的思想。有別于傳統(tǒng)的光刻技術(shù)，納米壓印將模具上的圖形直接轉(zhuǎn)移到襯底上，從而達(dá)到量產(chǎn)化的目的。NIL的基本思想是通過(guò)模版，將圖形轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的襯底上，轉(zhuǎn)移的媒介通常是一層很薄的聚合物膜，通過(guò)熱壓或者輻照等方法使其結(jié)構(gòu)硬化從而保留下轉(zhuǎn)移的圖形。整個(gè)過(guò)程包括壓印和圖形轉(zhuǎn)移兩個(gè)過(guò)程。相對(duì)于傳統(tǒng)的光刻技術(shù)，納米壓印具有加工原理簡(jiǎn)單，分辨率高，生產(chǎn)效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。納米壓印光刻膠與傳統(tǒng)光刻膠的對(duì)比納米壓印技術(shù)不受最短曝光波長(zhǎng)限制，只與模板的精密度有關(guān)。因此，對(duì)光刻膠性能的要求相對(duì)降低了，但是隨著工藝的改變，同樣會(huì)引出新的問(wèn)題，...
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在材料加工科學(xué)的不斷推動(dòng)下，半導(dǎo)體器件和集成電路制作工藝取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，發(fā)生了巨大變化，但是其中的濕法清洗工藝作為最為有效的半導(dǎo)體晶片洗凈技術(shù)，一直未能被取代。隨著晶片表面潔凈要求的不斷提高，清洗工藝的焦點(diǎn)已逐步由清洗液、兆聲波等轉(zhuǎn)移到晶片干燥上。干燥作為濕法清洗的最后一個(gè)步驟，最終決定了晶片的表面質(zhì)量，是清洗工藝的核心所在。 在各種晶片的干燥中，尤以襯底拋光片的干燥最為困難，它不僅要求表面達(dá)到脫水效果，還要避免在表面留下任何水痕缺陷或顆粒。為達(dá)到這種要求，以設(shè)備為依托的各類干燥技術(shù)發(fā)展迅速?！ ?.1離心甩干技術(shù) 離心甩干是通過(guò)外力使晶片短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，晶片表面的水受到離心力作用而從表面消失的干燥技術(shù)。這種干燥方式由于簡(jiǎn)單可靠，在晶片清洗領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)晶片運(yùn)動(dòng)方式的不同，離心甩干又分為立式離心甩干和水平式離心甩干（見(jiàn)圖 1 和圖 2），雖然二者的脫水原理相似，但是由于運(yùn)動(dòng)方式的不同，在工藝上有很大的差異。為保證晶片的潔凈，一般在干燥步驟之前，會(huì)增加一步藥液、去離子水旋轉(zhuǎn)噴淋過(guò)程，對(duì)表面進(jìn)行二次潔凈。為保證干燥效果，甩干過(guò)程中將引入熱氮?dú)猓瑢?duì)晶片進(jìn)行吹拂。 影響甩干效果的因素有很多，如轉(zhuǎn)速的設(shè)置， 氮?dú)獾牧髁?，排氣通路的設(shè)計(jì)、腔體的密閉性和旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的共振等?！ ‰x心甩干的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟穩(wěn)定，干燥后的表面均一性好，不易產(chǎn)生水?。蝗秉c(diǎn)是僅適合半導(dǎo)體前道的裸片...
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