半导体硅片化学机械抛光电化学与抛光速率研究

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半导体硅片化学机械抛光电化学与抛光速率研究

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毕业论文范文题目：半导体硅片化学机械抛光电化学与抛光速率研究，论文范文关键词：半导体硅片化学机械抛光电化学与抛光速率研究
半导体硅片化学机械抛光电化学与抛光速率研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：集成电路(IC)是推动国民经济和社会信息化发展最主要的高新技术，也是改造和提升传统产业的核心技术。IC所用的半导体材料主要是硅和锗、砷化镓等，全球90％以上IC都采用硅片。高质量的硅晶片是芯片制造和IC发展的基础。制造IC的硅片不仅要求极高的平面度，极小的表面粗糙度，而且要求表面无变质层、无划伤。化学机械抛光(CMP)是制备表面无损伤硅片的最后工序，成为半导体制造技术中硅片加工的至关重要的一步。CMP过程实际上是磨粒磨损下的电化学过程，因此用电化学方法研究CMP具有十分重要的意义。本文运用电化学实验方法，以溶液化学、腐蚀电化学原理、摩擦磨损原理、流体力学边界层等相关理论为指导，采用旋转圆盘电极，系统研究和探讨了n(100)、n(111)、（此处忽略..）p(100)、p(111)半导体硅片在纳米SiO_2抛光浆料中的成膜行为、CMP中的电化学行为、抛光速率及CMP过程机理等。研究的内容及获得的主要结论如下：运用电化学直流极化和交流阻抗技术，研究了半导体硅片在纳米SiO_2抛光浆料中的腐蚀行为，探讨了pH值、SiO_2固含量、成膜时间和双氧水浓度等因素对成膜性质的影响。结果表明，pH值严重影响硅片的成膜，pH值为10.5时的钝化膜最厚，电化学阻抗图谱(EIS)测试结果显示，钝化膜厚度大约为5.989(?)；SiO_2固含量对硅片的腐蚀成膜没有影响；双氧水会加速硅片的成膜，随着双氧水浓度的增加，腐蚀电位不断提高，腐蚀电流密度逐渐减小；(100)晶面成膜速度较(111)晶面快。运用循环伏安线性电位扫描法研究了硅片在纳米SiO_2浆料（文章此处忽略..）中的成膜机理，根据峰电流随扫描速率不同而变化的规律，证明了成膜过程符合Müller模型。研究了CMP过程中，硅片的腐蚀电位和腐蚀电流密度随抛光压力、抛光转速、SiO_2固含量、浆料pH值以及双氧水浓度的变化规律。抛光压力、抛光转速以及SiO_2固含量的提高有助于表面膜的去除。研究发现，腐蚀电流密度在一定范围内基本上随抛光压力、抛光转速以及SiO_2固含量的增加而线性增大；浆料pH值严重影响硅片抛光时的腐蚀电位及腐蚀电流密度，pH值为10.5时，抛光时的腐蚀电流密度最大；H_2O_2的加入使得腐蚀电位升高、腐蚀电流密度增大。考察了硅片在纳米SiO_2浆料中CMP过程的抛光速率及其影响因素，探讨了抛光压力、抛光转速、SiO_2固含（本文此处忽略..）量、浆料pH值、双氧水浓度以及抛光时间等因素对抛光速率的影响规律。研究结果表明，抛光速率随抛光压力、抛光转速的增加而呈次线性方式增加；随SiO_2固含量的增加而增大，当浓度达到一定值时，就会发生材料去除饱和现象；抛光速率随浆料pH值和双氧水浓度变化曲线上都会出现一个峰值，在峰值处化学作用和机械作用达到一种动态平衡，抛光速率最大；随抛光时间的延长，抛光速率逐渐减小；(100)晶面的抛光速率远远大于(111)晶面。通过测试抛光前后交流阻抗图谱的变化，证实了抛光是一个成膜-去除-再成膜的循环往复的过程。根据半导体硅片CMP动态电化学研究与抛光速率研究结果的一致性，表明电化学可以作为硅片CMP过程及机理研究的可靠方法，这为硅片CMP研究（文章此处忽略..）提供了新思路。通过以上研究，获得了适合半导体硅片CMP的优化工艺参数为：n(100)：40kPa，100rpm，20wt％SiO_2，pH10.5，1vo1％H_2O_2n(111)：40kPa，200rpm，20wt％SiO_2，pH10.5，1vo1％H_2O_2p(100)：40kPa，200rpm，20wt％SiO_2，pH10.5，2vo1％H_2O_2p(11)：60kPa，200rpm，20wt％SiO_2，pH10.5，2vo1％H_2O_2

以上为本篇毕业论文范文半导体硅片化学机械抛光电化学与抛光速率研究的介绍部分。

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