基于Cl2基气体的InP/InGaAs干法刻蚀研究

对于用Cl2/Ar和Cl2/CH4/H2感应耦合等离子体(ICP)刻蚀InP/InGaAs多层膜进行了研究.发现用Cl2/Ar刻蚀InP/InGaAS时InP侧壁内切,在InP和lnGaAs界面存在侧壁不连续问题.而用Cl2/CH4/H2刻蚀时,两层侧壁是平整连续的,且刻蚀区表面的粗糙度也比较小.分析了两种气体组合的刻蚀机理,对上述实验现象给出了解释.     

高Al组分n-AlGaN的Ti/Al/Ti/Au欧姆接触

采用Ti/Al/Ti/Au多层金属电极对高Al组分n-AlxGa1-xN(x=0.6)欧姆接触的制备进行了研究,通过优化Ti接触层厚度以及合金退火条件,获得了较低的比接触电阻率(5.67×10-5Ω.cm2)。研究证实,Ti接触层厚度对欧姆接触特性有着重要影响,同时发现,高低温两步退火方式之所以能够改善欧姆接触特性的本质是与Al3Ti及TiN各自的生成条件直接相关,即低温利于生成Al3Ti,高温利于生成TiN,而这对n型欧姆接触的有效形成至关重要。     

Cl_2/Ar/BCl_3ICP刻蚀AlGaN的研究

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀在AlGaN基紫外探测器台面制作中起着重要作用。在对比了ICP与RIE,ECR等干法刻蚀技术优缺点的基础上,采用Ni作为掩膜,Cl2/Ar/BCl3作为刻蚀气体,对金属有机化学气相淀积生长的n-Al0.45Ga0.55N进行了ICP刻蚀研究。刻蚀速率随着ICP直流偏压的增加而增加,刻蚀速率随着ICP功率的增加先增加较快后增加缓慢。最后结合刻蚀表面的扫描电镜(SEM)分析和俄歇电子能谱(AES)深度分析对刻蚀结果进行了讨论。分析表明,在满足刻蚀表面形貌的同时,较低的直流偏压下刻蚀速率较慢,但损伤较小,这对于制备高性能的紫外探测器是有利的。     

喷雾腐蚀机在Ti/Al腐蚀工艺中的应用

介绍了喷雾腐蚀机的主要结构和设计优点,简述了SiC功率器件Ti/Al湿法腐蚀工艺;并就生产过程中出现的腐蚀液温度控制、液位传感器、图像识别对中等方面存在的不足做了相应改进。提高了工艺稳定性和生产效率。     

Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

研究了溅射 Ti/ Al/ Ti/ Au四层复合金属与 Al Ga N / Ga N的欧姆接触特性 ,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究 .试验证实 :溅射的 Ti/ Al/ Ti/ Au与载流子浓度为 2 .2 4× 10 1 8cm- 3的 Al Ga N之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触 .随快速退火温度的升高接触电阻降低 .快速退火时间 30 s已可实现该温度下最佳欧姆接触 .当工作温度不高于 30 0℃时接触电阻几乎不受温度的影响     

硅栅干法刻蚀工艺中腔室表面附着物研究

用Cl2,HBr,O2和CF4为反应气体,对多晶硅栅进行了刻蚀试验,并借助X射线能谱仪器En-ergy Dispersive X-ray Spectrometry(EDS)进行试验样品的化学成分测定和数据分析。结果表明,淀积附着物主要是以硅元素为主体,溴、氯和氧次之的聚合物,在淀积的动态过程中,HBr起到了主要的作用,Cl2和O2在一定程度上也促进了淀积过程的进行,在工艺过程中氟元素起到了清除淀积物的作用。最后通过试验得到了反应腔室表面附着物淀积的机理性结论。     

3C-SiC悬臂结构干法刻蚀研究

基于感应离子耦合等离子体(ICP)刻蚀技术,采用SF6和O2作为刻蚀气体,以金属铝和SiO2作为刻蚀掩膜,系统地研究了3C-SiC悬臂结构的加工方法以及掩膜材料对刻蚀悬臂结构的影响。首先采用SF6和O2作为刻蚀气体刻蚀出SiC结构,其次采用SF6气体各向同性刻蚀Si衬底,释放已刻好的SiC悬臂梁结构。铝作为掩膜时,刻蚀最小结构尺寸为6μm,SiC表面几乎无损伤;SiO2作为掩膜时,刻蚀最小结构尺寸为4μm,但SiC表面损伤较大。上述研究结果为3C-SiC MEMS器件的制备提供了工艺基础。     

Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

研究了溅射Ti/Al/Ti/Au四层复合金属与AlGaN/GaN的欧姆接触特性,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究.试验证实:溅射的Ti/Al/Ti/Au与载流子浓度为2.24×1018cm-3的AlGaN之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触.随快速退火温度的升高接触电阻降低.快速退火时间30s已可实现该温度下最佳欧姆接触.当工作温度不高于300℃时接触电阻几乎不受温度的影响.     

新型相变材料Al1.3Sb3Te使用CF4/Ar等离子体干法刻蚀

对使用CF4/Ar 混合气体刻蚀Al1.3Sb3Te的特性进行了研究。实验控制的参数是：气体流入刻蚀腔的速率,CF4/Ar 比例,O2的加入量,腔内压强以及加在底电极上的入射射频功率。总的气体流量是50sccm ,研究刻蚀速率与CF4/Ar的比例,O2加入量,腔内压强和入射射频功率的关系。最后刻蚀参数被优化。 使用优化的刻蚀参数CF4的浓度4%,功率300W,压强800mTorr,刻蚀速率达到70.8nm/min,刻蚀表面平整     

半导体器件工艺中干法刻蚀技术的进展

本文首先对干法刻蚀技术发展的二十余年作了回顾。列举一些对本技术发展带有突破性意义的里程碑,并叙述干法刻蚀技术在微电子学和光电子学等重要应用领域的作用。在发展动向方面介绍了电子迴旋共振和线圈耦合等离子体等刻蚀技术的新进展,以及主干道式和集团式的多工艺真空联机系统设备设计的新结构。突出说明干法刻蚀技术今后的发展是多样化的,而且仍然方兴未艾。     

低温下激光辐照BCl_3的研究

用TEA CO_2激光辐照低温下的BCl_3时,从红外吸收光谱观察到硼同位素~(10)BCl_3、~(11)BCl_3有明显的选择性离解,并获得低温下硼同位素浓缩系数较室温下有显著的提高。     

n-GaN表面Ti/Al/Ti/Au电极的电学特性

实验研究了淀积在GaN上的Ti/Al/Ti/Au电极的电学和热学特性,绘制了不同退火温度下的I-V曲线,得到了最低的欧姆接触电阻率(ρs=1.2×10-4 Ω·cm2),并通过X射线衍射谱分析了GaN与Ti/Al/Ti/Au电极接触表面在退火过程中的固相反应.实验结果表明,在Ti/Al表面增加Ti/Au保护层能够保证Al层在高温时不发生球化和氧化,电极更稳定可靠能够进一步提高欧姆接触特性.     

二氧化硅干法刻蚀倾角控制的工艺研究

采用反应离子体刻蚀机结合CHF,＋SF6—O2混合气体刻蚀二氧化硅的工艺研究,并且采用正交试验方法调整刻蚀参数,得出影响刻蚀倾角的主要因素是cHF3和SF6。适当增加CHF3流量有助于形成陡直的刻蚀倾角;适当增加SR流量并减小CHF3流量有助于形成乎缓的刻蚀倾角。通过对实验参数进行整体优化处理,最终实现了垂直、平缓的刻蚀倾角。为采用二氧化硅作为刻蚀掩膜以及终端结构提供了帮助。     

4H-SiC材料干法刻蚀工艺的研究

鉴于SiC材料具有很强的稳定性以及湿法刻蚀的种种缺点,目前主要使用干法刻蚀来刻蚀SiC材料。但是干法刻蚀后样品表面的粗糙度对器件的性能有一定的影响。针对这一问题,采用电感耦合等离子体-反应离子刻蚀技术,对SiC材料进行SF₆/O₂混合气体和SF₆/CF₄/O₂混合气体的刻蚀,并且探究了压强、ICP功率和混合气体比例对样品表面粗糙度的影响。实验结果表明使用SF₆/O₂混合气体刻蚀后,样品的表面平整度较好。在一定RIE功率条件下,当ICP功率为700 W、压强为20 mT和SF₆/O₂为50/40 sccm时,样品表面的粗糙度最小。     

Cl_2/BCl_3ICP刻蚀GaN基LED的规律研究

研究了用Cl2/BCl3刻蚀GaN基LED中,工艺参数对GaN刻蚀速率、刻蚀侧壁和GaN与SiO2刻蚀选择比的影响。研究结果表明,刻蚀速率随着ICP功率和压强的增大先增大继而减小,随RF功率的增大单调增大;刻蚀选择比随ICP功率增大单调减小,随压强增大而增大。还研究了刻蚀速率和选择比与气体比例变化的关系。刻蚀SEM图表明,压强和RF功率增大会使刻蚀垂直度增大。     

干法刻蚀中晶圆表面温度控制研究

干法刻蚀工艺中,晶圆温度会直接影响刻蚀速率、刻蚀均匀性及刻蚀形貌,从而对最终的器件性能产生影响。对干法刻蚀过程中会对晶圆温度产生影响的若干因素进行了研究,并通过实验确认了不同因素对晶圆温度的影响趋势及范围,为工程应用提供一定参考。通过实验,确认了静电吸盘的夹持电压及氦压、射频源功率、下电极温度及晶圆本身都会对刻蚀过程中的晶圆温度产生一定影响,其中静电吸盘的夹持电压及氦压对晶圆温度影响最大,晶圆翘曲、下射频源功率次之,上射频源功率、下电极冷却温度对晶圆温度影响基本相当,影响程度最小。     

Ti/Al/TiN金属化结构中应力空洞的形成机理

在 VLSI的金属化中 ,应力引起的失效是个引人关注的问题 ,应力释放形成空洞严重影响器件的可靠性。VLSI工艺实践中 ,发现 Ti/Ti N/Ti/Al/Ti N的金属化结构经过热退火后 ,铝条上出现空洞。对于铝空洞形成机理进行了研究与分析 ,发现张应力的释放是空洞的成因 ;而在热退火时 ,作为浸润层的 Ti与 Al反应生成Ti Al3,引入的应力是形成空洞的主导因素     

薄膜晶体管平坦化层干法刻蚀工艺的研究

为了降低薄膜晶体管的寄生电容,一种新型平坦化材料被引入。单独采用反应离子刻蚀(RIE)或增强电容耦合等离子刻蚀(ECCP)模式刻蚀该平坦化层均无法获得满意的工艺效果。为此,提出了将RIE和ECCP相结合的方法用于新型平坦化层的刻蚀。实验结果表明:当平坦化层厚度为2.0μm时,先以RIE模式7kW/20Pa条件刻蚀1.5μm,再以ECCP模式5kW+4kW/8Pa条件继续刻蚀平坦化层及其下方的氮化硅,刻蚀出的过孔图形表面光滑,氮化硅层无底切,平坦化层孔径均值6.12μm。本研究结果为后续采用该平坦层材料的高分辨率、低功耗产品的设计和生产打下了坚实基础。     

干法刻蚀工艺对TFT-LCD Flicker改善的研究

为了对TFT-LCD中的闪烁不良进行改善,本文通过研究TFT-LCD中干法刻蚀(Nplus Etch)对TFT特性的影响,以此对刻蚀条件(Power、Gas)进行优化,达到降低Photo-Ioff的目的。实验结果表明,当干法刻蚀主工艺条件为:Source/Bias=4k/5k、Press=90mT、SF6/O2=1.1k/3kml/min,AT Step条件为:Source/Bias=2k/2k、Press=100mT、SF6/O2=3k/3kmL/min时,Photo-Ioff由量产最初的58.15降至20.52,闪烁由15%~30%降至10%以下。干法刻蚀工艺条件的优化对TFT特性以及闪烁有明显改善效果。     

非故意掺杂GaN上Ti/Al/Ni/Au欧姆接触研究

基于圆形传输线模型,研究了背景载流子浓度为71016cm3的非故意掺杂GaN与Ti/Al/Ni/Au多层金属之间欧姆接触的形成。样品在N2气氛中,分别经过温度450,550,700,800,900℃的1 min快速热退火处理后发现,当退火温度高于700℃欧姆接触开始形成,随着温度升高欧姆接触电阻持续下降,在900℃时获得了最低比接触电阻6.6106O·cm2。研究表明,要获得低的欧姆接触电阻,需要Al与Ti发生充分固相反应,并穿透Ti层到达GaN表面;同时,GaN中N外扩散到金属中,在GaN表面产生N空位起施主作用,可提高界面掺杂浓度,从而有助于电子隧穿界面而形成良好欧姆接触。