沉积参数对CVD金刚石晶粒尺寸的影响

采用DC Arc Plasma Jet CVD方法制备了金刚石自支撑膜体,考察了温度分布、沉积腔压和CH4/H2等沉积参数对所制备金刚石膜体中的晶粒尺寸的影响.实验发现沿温度降低的方向和增加腔压会使晶粒尺寸变大,当CH4/H2超过15%后,有带刻面的晶粒出现.本次实验最大的晶粒对角线长度超过1mm.     

沉积参数对CVD金刚石晶粒尺寸的影响

采用DC Arc Plasma Jet CVD方法制备了金刚石自支撑膜体,考察了温度分布、沉积腔压和CH4/H2等沉积参数对所制备金刚石膜体中的晶粒尺寸的影响.实验发现沿温度降低的方向和增加腔压会使晶粒尺寸变大,当CH4/H2超过15%后,有带刻面的晶粒出现.本次实验最大的晶粒对角线长度超过1mm.     

直流等离子体喷射CVD技术制备自支撑金刚石膜的新结构和新形貌

采用30kW高功率直流等离子体喷射CVD技术制备了自支撑金刚石膜的新型结构,通过使甲烷与氢气的浓度比随沉积时间变化的方法,制备了两层、三层和四层结构.扫描电镜结果显示所制备的层结构是由柱状晶和非常细晶粒组成的,而拉曼谱结果表明这层细晶粒具有纳米金刚石的激光散射特征.在甲烷与氢气的浓度比超过15;的沉积条件下,我们发现一种新形貌,这种形貌是由具有非常好的刻面的晶粒构成的.     

采用DC Arc Plasma Jet CVD方法沉积微/纳米复合自支撑金刚石膜

在30kW级直流电弧等离子体喷射化学气相沉积(DC Arc P lasm a Jet CVD)设备上,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过调节甲烷浓度以及控制其他沉积参数,在Mo衬底上沉积出微/纳米复合自支撑金刚石膜。实验表明,当微米金刚石膜层沉积结束后,在随后的沉积中,随着甲烷浓度的增加,金刚石膜表面的晶粒大小是逐渐减小的。当甲烷浓度达到20%以上时,金刚石膜生长面晶粒呈现菜花状的小晶团,膜体侧面已经没有了粗大的柱状晶,而是呈现出光滑的断口,对该层进行拉曼谱分析显示,位于1145 cm-1附近有一定强度的散射峰出现。这说明所沉积的晶粒全部变为纳米级尺寸。     

面向三维集成应用的Cu/SiO2晶圆级混合键合技术研究进展

Cu/SiO₂混合键合技术被认为是实现芯片三维集成和高密度电学互连的理想方案,但由于其需兼顾介质和金属两种材料的键合,目前鲜有自主开发且工艺简单、成本低廉的混合键合方案的报道。文章归纳了现有的晶圆级键合技术,包括直接键合、活化键合以及金属固液互扩散键合,分析了其应用于混合键合技术的可能性。进一步总结了近年来部分Cu/SiO₂混合键合技术的研究进展,从原理上剖析该工艺得以实现的关键,为国内半导体行业占领此高端领域提供一定的参考。     

New de-embedding structures for extracting the electrical parameters of a through-silicon-via pair

Two innovative de-embedding methods are proposed for extracting an electrical model for a throughsilicon -via(TSV) pair consisting of a ground-signal(GS) structure.In addition,based on microwave network theory, a new solution scheme is developed for dealing with multiple solutions of the transfer matrix during the process of de-embedding.A unique solution is determined based on the amplitude and the phase characteristic of S parameters. In the first de-embedding method,a typical "π" type model of the TSV pair is developed,which illustrates the need to allow for frequency dependence in the equivalent TSV pair Spice model.This de-embedding method is shown to be effective for extracting the electrical properties of the TSVs.The feasibility of a second de-embedding method is also investigated.     

快速硅通孔（TSV）填充方法

本文提出了一种新的快速低成本硅通孔填充方法。使用该方法,直径为100微米的铜芯焊球被用于硅晶圆上直径110微米、深度150微米的孔的填充。晶圆级孔填充可以在几秒内完成,速度远快于传统填充技术,大大降低了工艺成本。通过对焊料、铜和铜芯焊料三种不同金属材料填充的硅通孔的热机械性能的有限元仿真分析,结果显示在热循环过程中,使用铜芯焊料填充的硅通孔产生的热膨胀和热应力比使用焊料填充的硅通孔更小,从而表明该方法较焊料填充硅通孔具有更高的热机械可靠性。     

微/纳米多层金刚石自支撑膜的制备及生长特性的研究

在30kW级直流电弧等离子喷射化学气相沉积装置下,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过控制工艺参数,在钼衬底上分别制备了普通微米自支撑膜及多层金刚石自支撑膜并对其进行研究.结果显示,同普通微米膜相比,多层膜体是由微米晶金刚石层和纳米晶金刚石层组成,表面光滑,微米层与纳米层间具有相互嵌套式的界面;多层膜中各层膜体的内应力沿生长方向有明显变化,出现一个从压应力到拉应力变化的过程;在沉积过程中,随着层数变化,膜体的生长速率也发生相应的变化.     

直流电弧等离子喷射CVD中控制生长(111)晶面占优的金刚石膜

运用光发射谱(OES)技术对大功率直流电弧等离子喷射CVD金刚石膜的气相沉积环境进行了原位诊断,研究了气相环境中主要含碳基团的浓度及分布与沉积参数的关系,发现了C2基元比其他基元对沉积参数更加敏感.利用光发射谱对C2基元发射强度的监测,实时调控沉积各参数,在大功率直流电弧等离子喷射CVD中实现了(111)晶面占优的金刚石膜的可控生长,I(111)/I(220)XRD衍射峰强度的比值达48.