InP/Si键合界面热应力分析

从理论上分析了键合热应力产生的原因,在此基础上,采用双层条状金属热应力模型讨论InP/Si键合过程中应力的大小及分布情况.结果表明, 由剪切应力和晶片弯矩决定的界面正应力是晶片中心区域大面积键合失败的主要原因,同时InP/Si键合合适的退火温度应该在250～300 ℃.最后在300 ℃退火条件下很好地实现了InP/Si键合,界面几乎没有气泡,有效键合面积超过90%.     

Si/GaAs晶圆片键合热应力及其影响因素分析

分别利用Suhir双金属带热应力分布理论和有限元法研究了Si/GaAs晶圆片键合界面在退火过程中的热应力分布,并将热应力分布理论计算结果与有限元分析结果进行了对比验证,得到了一致的结论.根据计算分析结果,对晶圆片进行了结构热变形分析,并研究了不同因素对键合热应力的影响,提出了减小键合热应力的有效措施.     

用有限元方法分析Si/GaAs的键合热应力

在考虑材料热膨胀系数随温度变化后,采用有限元方法结合ANSYS软件对Si/GaAs键合热应力进行了分析,研究了普通应力、轴向应力和剪切力的分布云图和沿界面的分布.同时提出了新的键合结构以减小热应力的影响,计算结果证明了该结构的有效性.     

Analysis of Si/GaAs Bonding Stresses with the FiniteElement Method

在考虑材料热膨胀系数随温度变化后，采用有限元方法结合ANSYS软件对Si/GaAs键合热应力进行了分析，研究了普通应力、轴向应力和剪切力的分布云图和沿界面的分布. 同时提出了新的键合结构以减小热应力的影响，计算结果证明了该结构的有效性.     

用有限元方法分析Si/GaAs的键合热应力

在考虑材料热膨胀系数随温度变化后,采用有限元方法结合ANSYS软件对Si/GaAs键合热应力进行了分析,研究了普通应力、轴向应力和剪切力的分布云图和沿界面的分布.同时提出了新的键合结构以减小热应力的影响,计算结果证明了该结构的有效性.     

界面热应力对InP/Si键合质量的影响

通过实验和理论计算,分析了InP/Si键合过程中,界面热应力的分布情况、影响键合结果的关键应力因素及退火温度的允许范围。分析结果表明,由剪切应力和晶片弯矩决定的界面正应力是晶片中心区域大面积键合失败的主要原因,为保证良好的键合质量,InP/Si键合退火温度应该在300～350℃范围内选取。具体实验验证表明,该理论计算值与实验结果相一致。最后,在300℃退火条件下,很好地实现了2inInP/Si晶片键合,红外图像显示,界面几乎没有空洞和裂隙存在,有效键合面积超过90%。     

Si/InP键合界面的研究

应用疏水处理方法成功实现了Si/InP的键合,然后通过对InP和Si的表面XPS能谱分析得到界面信息,从而了解键合机理.I-V曲线也反应了键合界面的性质,通过450、550℃退火样品的伏安特性可知道,对于InP/Si键合结构而言,退火温度与界面特性应该存在最佳值.     

Si/Si键合结构的电学性质测量及模拟

研究Si／Si键合的电学性质对于界面研究和微电子器件的制备有着重要意义。分析了亲水处理方法键合的不同Si／Si键合结构的I—V特性，然后用SOS模型对n—Si／n—Si的C—V特性做了计算机辅助模拟，并和实际C—V曲线比较得出了平带电压VFB和界面态密度Din，这些结果对于键合的界面性质的了解和研究都是有意义的。     

晶片键合界面应力分布的理论分析

根据双金属带的热应力分布理论,推导了晶片键合以及薄膜键合的界面应力分布公式.对影响晶片键合的剪切应力、正应力以及剥离应力的分布特性进行了讨论.     

晶片键合界面应力分布的理论分析

根据双金属带的热应力分布理论,推导了晶片键合以及薄膜键合的界面应力分布公式.对影响晶片键合的剪切应力、正应力以及剥离应力的分布特性进行了讨论     

氮化感应致n-MOSFETs Si/SiO2界面应力的研究

本文借助氩离子（Ａｒ＾＋）背表面轰击技术研究不同氮化处理所导致的ｎ－ＭＯＳＦＥＴｓＳｉ／ＳｉＯ２界面附近剩余机械应力。结果表明：ＮＨ３氮化及Ｎ２Ｏ生长的氧化物－硅界央附近均存在较大的剩余应力,前者来自过多的界面氮结合,后者来自因为初始加速生长阶段。Ｎ２Ｏ氮化的氧化物表现出小得多的剩余应力,从而有优良的界面和体特性。     

Plastic deformation and interfacial sliding in Al and Cu thin film: Si substrate systems due to thermal cycling

As a result of the large difference in thermal expansion coefficients between metal and Si, high stresses can develop in thin metallic films attached to Si substrates in microelectronic devices during thermal excursions experienced in processing steps or during usage. These stresses may induce plastic deformation of the thin films accompanied by creep and interfacial sliding, and have a pronounced effect on the reliability of microelectronic devices and components. Even though various methods have been proposed to study thermal stress, methodologies for studying plastic deformation of thin films are not well established. Here, we report the results of a study of plastic deformation and interfacial sliding of thin Al and Cu films on Si substrates during thermal cycling. Cross-sectional profiles of pattern-grown Al and Cu films of nominally 250 nm thickness were measured before and after thermal cycling by employing an atomic force microscope. Through statistical analysis, the size changes of the thin films induced by thermal cycling were determined. Finite element (FE) analyses were conducted to compute the stress and strain states within the thin film and at the interface, and the results were utilized to interpret the atomic force microscopy (AFM) observations. Experiments revealed that, following thermal cycling, Al films expanded relative to the Si substrate, whereas Cu films shrank, resulting in an alteration of the film-footprint on the substrate in both cases. Based on the FE calculations, this was attributed to net inelastic deformation of the thin films via creep and yielding, with the deformation being accommodated at the interface by diffusion-controlled interfacial sliding.     

单轴应变Si NMOS电流模型研究

应变Si技术是目前延续摩尔定理,推动集成电路高速发展的重要技术,本文从单轴应变Si技术提升器件结构出发,基于基本的器件物理方程,建立单轴应变Si器件电流-电压模型,该模型充分考虑了应力等因素对阈值电压和电流的影响,仿真结果表明仿真结果与试验结果一致.     

GaAs/Si异质结的界面性质

本文应用普适参数紧束缚方法计算了GaAs/Si异质中界面组成、键能、自然键长、力常数以及键的弛豫等性质.由键能和力常数推断As和Ga原子均能在界面处与Si原子成键,但Si-As键更强一些,考虑到Si和Ga原子在界面的互扩散作用,提出了界面层的可能生长机理.作者认为界面层应由SiAs和GaSi组成的膺合金Ga_xA(?)_(1-x)Si构成,根据价带极大值随组分x的变化,指出x的范围处在0.1～0.6之间.由键的弛豫效应预示x的最佳范围在0.1～0.3之间.由此设想,通过控制组分,有可能使由晶格畸变产生的界面应力减至比较小,从而为消除因晶格畸变产生的应力缺陷给出了理论依据.     

GaAs/Si晶圆片键合偏差及影响因素研究

针对化合物半导体与Si基晶圆异质集成中的热失配问题,利用有限元分析方法开展GaAs半导体与Si晶片键合匹配偏差及影响因素研究,建立了101.6 mm(4英寸)GaAs/Si晶圆片键合匹配偏差评估的三维仿真模型,研究了不同键合结构和工艺对GaAs/Si晶圆级键合匹配的影响,系统分析了键合温度、键合压力、键合介质厚度及摩擦特性等因素对键合偏差影响的规律。结果表明,键合压力和键合层摩擦系数对键合偏差的影响极大,并通过对上述因素的优化,其匹配偏差可控制到3μm以内。     

硅／硅直接键合制备p^＋／n^—和n^—／n^—结构

本文采用Si/Si直接键合制备p~+/n~-、n~-/n~-结构的工艺原理及方法。通过实验,摸索出了一种有效的表面清洗-高温处理Si/Si键合工艺;采用该工艺制出了p~+/n~-、n~-/n~-样片;对键合的微观结构、键合强度、杂质分布及电接触特性进行了检测。     

基于硅片的SMA薄膜微驱动器驱动原理与模拟

建立了ＳＭＡ 薄膜／基片的耦合数学模型,对溅射在基片上的ＳＭＡ 薄膜产生驱动的过程进行了仿真模拟,结果表明ＳＭＡ 薄膜／ 基片的耦合驱动是双金属效应和形状记忆效应的双重结果,该驱动力比单纯双金属效应产生的驱动力大得多。该模型对于实际应用ＳＭＡ 薄膜／基片结构进行微驱动的器件设计具有理论指导意义。