FIB与PEM联用在半导体器件失效分析中的应用 被引量：6

1

作者 辛娟娟 韦旎妮 +2 位作者 刘抒 黄红伟 叶景良 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期703-705,731,共4页

在半导体器件的失效分析中,缺陷定位是必不可少的重要环节。光发射显微镜(PEM)是IC失效定位中最有效的工具之一。PEM利用了IC器件缺陷在一定条件下的发光现象,迅速定位缺陷。而聚焦等离子束(FIB)的定点切割和沉积技术在亚微米级半导体... 在半导体器件的失效分析中,缺陷定位是必不可少的重要环节。光发射显微镜(PEM)是IC失效定位中最有效的工具之一。PEM利用了IC器件缺陷在一定条件下的发光现象,迅速定位缺陷。而聚焦等离子束(FIB)的定点切割和沉积技术在亚微米级半导体工艺失效分析中扮演着越来越重要的作用。介绍了一种联合使用FIB和PEM进行亚微米级缺陷定位的新方法,使得一些单独使用PEM无法完成缺陷定位的案例得以成功解决。 展开更多

关键词 失效定位 测试结构 光发射显微镜 聚焦等离子束

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在VLSI制造中基于辅助图形的灰度光刻形成三维结构

2

作者 王雷 张雪 王辉 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第9期832-837,共6页

半导体器件从单一的二维尺度微缩转向更复杂的三维物理结构,而其传统的制造方法与以硅基逻辑或存储器为主的超大规模集成电路(VLSI)制造工艺的兼容性越来越差。灰度光刻是一种实现三维结构的可行技术方案,但因物理尺寸受限和大规模制造... 半导体器件从单一的二维尺度微缩转向更复杂的三维物理结构,而其传统的制造方法与以硅基逻辑或存储器为主的超大规模集成电路(VLSI)制造工艺的兼容性越来越差。灰度光刻是一种实现三维结构的可行技术方案,但因物理尺寸受限和大规模制造成本过高,无法被直接应用于超大规模集成电路制造。提出了一种基于辅助图形的灰度光刻技术,通过辅助图形而非传统灰度光刻调整光源或透过介质的方法来调整光强分布,并结合光刻胶筛选方法,实现了仅通过调整单一光刻工艺模块,就使现有超大规模集成电路制造工艺生产线可低成本地兼容三维结构器件制造。制作了三维结构的微电子机械系统(MEMS)运动传感器,从而验证了所提出工艺的可行性。 展开更多

关键词 超越摩尔定律 超大规模集成电路(VLSI)制造 灰度光刻 辅助图形 微电子机械系统(MEMS) 分立器件

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化学气相淀积在集成电路制造后段工艺中的应用 被引量：1

3

作者 易万兵 涂瑞能 +3 位作者 张炳一 吴谨 毛杜立 邹世昌 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第11期35-38,共4页

介绍了CVD技术的原理和分类。对不同种类的CVD薄膜进行了比较和分析,并主要讨论了 CVD绝缘介质薄膜在后段工艺中的应用。

关键词 化学气相淀积 集成电路制造 后段工艺

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用在可制造性设计中的光刻规则检查 被引量：1

4

作者 陆梅君 金晓亮 +1 位作者 毛智彪 梁强 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期920-923,共4页

可制造性设计(DFM)已经发展成为优化通晓制造技术设计中的有效工具,它包含从理论、规则到工具的整体应用来提升从设计到硅片的流程。基于制程模型的光刻规则检查(LRC),可查出没被设计规则检查(DRC)出来的设计布局的不足之处。本设计把... 可制造性设计(DFM)已经发展成为优化通晓制造技术设计中的有效工具,它包含从理论、规则到工具的整体应用来提升从设计到硅片的流程。基于制程模型的光刻规则检查(LRC),可查出没被设计规则检查(DRC)出来的设计布局的不足之处。本设计把光刻规则检查加入到设计流程中,用来优化设计规则,改善布局更有利光学邻近效应修正,使布局图形有更大的制程窗口。 展开更多

关键词 可制造性设计 光刻规则检查 光学邻近效应修正 设计规则 制程窗口

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一种基于IC电路设计的多次图形化方法

5

作者 王雷 张顾斌 张雪 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第8期713-718,共6页

集成电路光刻工艺中的多次图形化技术在版图拆分时着重强化图形分辨率,而非考虑电路复杂程度带来的图形复杂度和拆分难度,拆分后的版图依然包含多个电路设计单元,具有多种复杂结构,不利于光刻条件的进一步优化。以存储器为例,提出了一... 集成电路光刻工艺中的多次图形化技术在版图拆分时着重强化图形分辨率,而非考虑电路复杂程度带来的图形复杂度和拆分难度,拆分后的版图依然包含多个电路设计单元,具有多种复杂结构,不利于光刻条件的进一步优化。以存储器为例,提出了一种基于电路设计的多次图形化方法,根据电路功能单元或器件工作电压对设计版图进行识别分组。将版图进行重新布局拆分,使拆分后图形具备类似的空间周期和图形特征,克服了传统光刻工艺需要兼顾各种图形带来的缺陷。对图形结构空间周期进行全周期优化和最大化优化,降低了对光刻设备的依赖程度,为多次图形化技术提供了一种新的思路和可行性方案。 展开更多

关键词 多次图形化 版图拆分 存储器 光罩 工艺窗口 光学临近效应修正(OPC)

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利用ISSG退火改善隧穿氧化层的厚度均匀性 被引量：3

6

作者 陶凯 郭国超 +2 位作者 孔蔚然 韩瑞津 邹世昌 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第12期29-31,共3页

利用ISSG低压退火法来取代传统的氧气退火法,对沉积后的隧穿氧化薄膜进行退火处理。由于其独特的可控补偿氧化生长机制,最终在晶圆表面形成了厚度均匀的氧化层,薄膜质量也有了较大改善。这一结果为低压化学汽相沉积得到的隧穿氧化薄膜... 利用ISSG低压退火法来取代传统的氧气退火法,对沉积后的隧穿氧化薄膜进行退火处理。由于其独特的可控补偿氧化生长机制,最终在晶圆表面形成了厚度均匀的氧化层,薄膜质量也有了较大改善。这一结果为低压化学汽相沉积得到的隧穿氧化薄膜的平坦化提供了新思路。 展开更多

关键词 现场蒸汽生成退火 低压化学汽相淀积 隧穿氧化层

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高压MOS晶体管双峰衬底电流分析及优化 被引量：2

7

作者 王俊 董业民 +3 位作者 邹欣 邵丽 李文军 杨华岳 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期316-319,共4页

利用0.15μm标准CMOS工艺制造出了工作电压为30V的双扩散漏端MOS晶体管。观察到DDDMOS的衬底电流-栅压曲线有两个峰。实验表明,DDDMOS衬底电流的第二个峰对器件的可靠性有一定的影响。利用TCAD模拟解释了DDDMOS第二个衬底电流峰的形成机... 利用0.15μm标准CMOS工艺制造出了工作电压为30V的双扩散漏端MOS晶体管。观察到DDDMOS的衬底电流-栅压曲线有两个峰。实验表明,DDDMOS衬底电流的第二个峰对器件的可靠性有一定的影响。利用TCAD模拟解释了DDDMOS第二个衬底电流峰的形成机制,并通过求解泊松方程和电流连续性方程分析了器件的物理和几何参数与第二个衬底电流峰之间的关系。根据分析的结果优化了制造工艺,降低了DDDMOS的衬底电流,提高了器件的可靠性。 展开更多

关键词 高压器件 衬底电流 优化工艺

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CoSi2薄膜与Si(001)界面的高分辨电子显微镜观察

8

作者 邢辉 周鸥 +1 位作者 孙坚 黄红伟 《电子显微学报》 CAS CSCD 2008年第1期21-25,共5页

利用高分辨透射电镜研究了经过550℃退火处理的共溅射CoSi2非晶结构薄膜与Si基体的界面。结果表明,550℃退火后薄膜已经发生晶化转变;同时CoSi2薄膜与Si基体发生反应扩散,在界面上生成了形状规则的CoSi2化合物,并与Si基体保持着相同的... 利用高分辨透射电镜研究了经过550℃退火处理的共溅射CoSi2非晶结构薄膜与Si基体的界面。结果表明,550℃退火后薄膜已经发生晶化转变;同时CoSi2薄膜与Si基体发生反应扩散,在界面上生成了形状规则的CoSi2化合物,并与Si基体保持着相同的位向关系或孪晶位向关系。结合以上电镜观察,对这些界面化合物的生长机制进行了讨论。 展开更多

关键词 界面 COSI2 高分辨电子显微术

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基于原位水汽生成的超薄栅氧膜电学特性研究(英文) 被引量：4

9

作者 孙凌 高超 +1 位作者 王磊 杨华岳 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期995-999,共5页

介绍了针对利用原位水汽生成工艺制作的超薄栅介质膜的电学特性研究。通过电荷泵和栅极隧穿漏电流的测试,证明了原位水汽生成工艺相比传统炉管氧化工艺能够有效地提高界面态特性,这种电学特性上的提高被认为与活性氧原子的氧化机制有关... 介绍了针对利用原位水汽生成工艺制作的超薄栅介质膜的电学特性研究。通过电荷泵和栅极隧穿漏电流的测试,证明了原位水汽生成工艺相比传统炉管氧化工艺能够有效地提高界面态特性,这种电学特性上的提高被认为与活性氧原子的氧化机制有关。同时,通过测试还发现提高生长温度和减小H2在反应气体中的比重可以获得更好的电特性,这也指明了原位水汽生长工艺存在进一步提高的可能。 展开更多

关键词 原位水汽生成 界面态 迁移率 栅氧化膜

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HDP介质淀积引起的新天线效应及损伤机理 被引量：3

10

作者 黄红伟 杭弢 李明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期921-924,共4页

超大规模集成电路设计和制造过程中,基于栅氧化层击穿的天线效应已得到广泛研究。从一个数模转换电路的漏电失效案例分析着手,利用电性分析、物理失效分析、工艺排查结合电路设计分析等手段,研究了一种与栅氧化层无关的天线效应。结果... 超大规模集成电路设计和制造过程中,基于栅氧化层击穿的天线效应已得到广泛研究。从一个数模转换电路的漏电失效案例分析着手,利用电性分析、物理失效分析、工艺排查结合电路设计分析等手段,研究了一种与栅氧化层无关的天线效应。结果发现这种新的天线效应发生在高密度等离子体淀积介质层的工艺过程中,相邻金属互连长导线因不同的接地方式而具有不同的电势差,造成金属互连导线间的击穿和漏电。同时给出了该种天线效应的解决方案,该结果为半导体工艺设计规则制定提供了新的参考。 展开更多

关键词 天线效应 高密度等离子体(HDP) 失效分析 模拟集成电路 设计规则

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原位水汽生长栅介质界面态特性和可靠性研究 被引量：3

11

作者 孙凌 高超 杨华岳 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期803-806,共4页

介绍了基于原位水汽生长工艺的超薄栅介质膜的可靠性研究。通过电荷泵测试,对工艺参数与界面态密度的关系进行了定性的分析,然后通过热载流子退化和经时击穿的测试对原位水汽生长栅介质膜的可靠性进行了研究。通过测试发现,提高生长温... 介绍了基于原位水汽生长工艺的超薄栅介质膜的可靠性研究。通过电荷泵测试,对工艺参数与界面态密度的关系进行了定性的分析,然后通过热载流子退化和经时击穿的测试对原位水汽生长栅介质膜的可靠性进行了研究。通过测试发现,提高生长温度或减小氢气在反应气体中的比重可以获得更好的界面特性和可靠性,原位水汽生长工艺存在进一步提高的空间。 展开更多

关键词 原位水汽生长 热载流子注入 经时击穿

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基于DCIV法对pMOSFET热载流子损伤的研究 被引量：1

12

作者 冯志刚 何波涌 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期240-243,共4页

利用新型的直流电流电压(DCIV)法研究了热载流子应力下的亚微米pMOSFET的氧化层陷阱电荷和表面态产生行为,并对热载流子应力下pMOSFET的阈值电压和线性区漏端电流的退化机制做出了物理解释。实验发现在栅极电压较高的热载流子应力条件下... 利用新型的直流电流电压(DCIV)法研究了热载流子应力下的亚微米pMOSFET的氧化层陷阱电荷和表面态产生行为,并对热载流子应力下pMOSFET的阈值电压和线性区漏端电流的退化机制做出了物理解释。实验发现在栅极电压较高的热载流子应力条件下,热载流子引发表面态密度随时间变化的两个阶段:第一阶段,电负性的氧化层陷阱电荷起主导作用,使线性区漏端电流随时间增加;第二阶段,表面态逐渐起主导作用,导致线性电流随时间逐渐减小。 展开更多

关键词 PMOSFET 热载流子退化 表面态 氧化层电荷

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WSix沉积前清洗中一种失效现象及改进方法 被引量：2

13

作者 孙震海 郭国超 韩瑞津 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期245-247,256,共4页

研究并讨论了在WSix制备的前清洗中,用气态氟化氢(HF)清洗时,多晶硅表面有从其体内析出的含磷物,这种析出物很容易跟气态HF中的微量水汽结合,形成HPO3晶体。这样的晶体在Si片表面不容易被检测到,却可以很大程度地影响芯片的良率。本系... 研究并讨论了在WSix制备的前清洗中,用气态氟化氢(HF)清洗时,多晶硅表面有从其体内析出的含磷物,这种析出物很容易跟气态HF中的微量水汽结合,形成HPO3晶体。这样的晶体在Si片表面不容易被检测到,却可以很大程度地影响芯片的良率。本系统观测了这一现象,解释了这种失效的机制,并且给出这种失效模式的解决方案。 展开更多

关键词 硅化钨沉积 磷析出 沉积前清洗

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双极值衬底电流对高压MOS器件退化的影响

14

作者 刘博 王磊 +3 位作者 冯志刚 王俊 李文军 程秀兰 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期247-250,共4页

基于0.18μm高压n型DEMOS(drain extended MOS)器件,报道了在衬底电流Isub两种极值条件下作高压器件的热载流子应力实验,结果发现器件电学性能参数(如线性区电流、开态电阻、最大电导和饱和漏电流)随应力时间有着明显退化。通过TCAD分... 基于0.18μm高压n型DEMOS(drain extended MOS)器件,报道了在衬底电流Isub两种极值条件下作高压器件的热载流子应力实验,结果发现器件电学性能参数(如线性区电流、开态电阻、最大电导和饱和漏电流)随应力时间有着明显退化。通过TCAD分析表明,这主要是由于持续电压负载引起器件内部界面态的变化和电子注入场氧层,进而改变了器件不同区域内部电场分布所致。同时模拟研究还表明,在Isub第一极大值条件下应力所致的器件退化,主要是由器件漏/沟道耗尽区域的电场强度增加引起的;而在Isub第二极值条件下的应力诱发器件退化,则主要是由漏端欧姆接触附近的电场加强所致。 展开更多

关键词 高压器件 扩展漏端MOS 衬底电流 热载流子注入

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基于硅纳米晶的非挥发存储器制备与存储特性

15

作者 杨潇楠 王永 +2 位作者 张满红 张博 刘明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期421-424,共4页

硅纳米晶非挥发存储器由于其卓越的性能以及与传统工艺的高度兼容性,近来引起高度关注。采用两步低压化学气相淀积(LPCVD)生长方式制备硅纳米晶(Si-NC),该方法所制备的硅纳米晶具有密度高、可控性好的特点,且完全兼容于传统CMOS工艺。... 硅纳米晶非挥发存储器由于其卓越的性能以及与传统工艺的高度兼容性,近来引起高度关注。采用两步低压化学气相淀积(LPCVD)生长方式制备硅纳米晶(Si-NC),该方法所制备的硅纳米晶具有密度高、可控性好的特点,且完全兼容于传统CMOS工艺。在此基础上制作四端硅纳米晶非挥发存储器,该器件展示出良好的存储特性,包括10 V操作电压下快速地擦写,数据保持特性的显著提高,以及在105次擦写周期以后阈值电压(Vt)飘移低于10%的良好耐受性。该器件在未来高性能非挥发存储器应用上极具潜质。 展开更多

关键词 硅纳米晶 非挥发存储器 存储特性 耐受性 数据保持

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Al-Cu互连导线侧壁孔洞形成机理及改进方法

16

作者 施海铭 汪辉 +1 位作者 李化阳 林俊毅 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期569-572,共4页

侧壁孔洞缺陷是当前Al-Cu金属互连导线工艺中的主要缺陷之一。此种缺陷会导致电迁移,从而降低器件的可靠性。缺陷的产生是由于在干法等离子光刻胶去除工艺过程中,θ相Al2Cu在Al晶界聚集成大颗粒,并且在随后的有机溶液湿法清洗过程中原... 侧壁孔洞缺陷是当前Al-Cu金属互连导线工艺中的主要缺陷之一。此种缺陷会导致电迁移,从而降低器件的可靠性。缺陷的产生是由于在干法等离子光刻胶去除工艺过程中,θ相Al2Cu在Al晶界聚集成大颗粒,并且在随后的有机溶液湿法清洗过程中原电池反应导致Al被腐蚀而在互连导线侧壁生成孔洞。通过对光刻胶去除工艺温度以及湿法清洗工艺中有机溶液的水含量控制可以抑制这种缺陷产生,从而减少电迁移,并且提高芯片的可靠性。 展开更多

关键词 Al-Cu互连 侧壁孔洞缺陷 θ相Al2Cu光刻胶清洗

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浮空p柱结构的超结IGBT器件的设计

17

作者 吴玉舟 李泽宏 +3 位作者 禹久赢 潘嘉 陈冲 任敏 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第8期606-611,共6页

针对传统结构超结IGBT器件在大电流应用时的电导调制效应较弱,削弱了IGBT器件低饱和导通压降优点的问题,设计了p柱浮空的超结IGBT器件(FP-SJ-IGBT)。采用深槽刻蚀和回填工艺制备了p柱和p体区分离的超结IGBT器件。测试结果表明,该器件击... 针对传统结构超结IGBT器件在大电流应用时的电导调制效应较弱,削弱了IGBT器件低饱和导通压降优点的问题,设计了p柱浮空的超结IGBT器件(FP-SJ-IGBT)。采用深槽刻蚀和回填工艺制备了p柱和p体区分离的超结IGBT器件。测试结果表明,该器件击穿电压高于660 V,在导通电流20 A时,其饱和导通压降为1.7 V,相比于传统超结IGBT器件更低,关断能量为0.23 mJ,远低于传统超结IGBT器件的3.3 mJ,较低的导通压降和关断能量使得FP-SJIGBT器件的电流密度可达449 A/cm^(2)。此外,在400 V直流母线电压下,FP-SJ-IGBT器件具有不低于10μs的短路时间。 展开更多

关键词 浮空p柱 超结 IGBT 寄生双极结型晶体管 电导调制

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激光退火工艺在绝缘栅双极型晶体管的应用 被引量：1

18

作者 雷海波 肖胜安 童宇峰 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期434-437,451,共5页

激光退火是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)背面工艺的重要步骤。基于一种国产激光退火设备,对激光退火工艺的关键参数如激活率、激活深度与工艺条件之间的关系进行了研究。结果表明:双激光具有比单激光更高的激活率。在使用双激光时,B的激活... 激光退火是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)背面工艺的重要步骤。基于一种国产激光退火设备,对激光退火工艺的关键参数如激活率、激活深度与工艺条件之间的关系进行了研究。结果表明:双激光具有比单激光更高的激活率。在使用双激光时,B的激活率与注入剂量有一定的关联,最高激活率可接近80%;磷的激活率也与剂量有一定的关系,最高可以达到100%。对激光退火处理样品进行TEM观察发现,再结晶后的激活区没有晶格缺陷。对采用激光退火工艺的IGBT器件性能分析表明,采用该工艺的器件性能参数基本达到国外竞争对手同类产品的同等水平。 展开更多

关键词 激光退火 薄片工艺 IGBT 双激光 激活率

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0.13μm嵌入式闪存金属互连短路失效分析与改进

19

作者 赵江 张雷 +1 位作者 顾培楼 黄其煜 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期139-144,共6页

研究了一种0.13μm嵌入式闪存产品量产中常见的由于后段主要金属层互连短路引起的闪存电路读取数值失效的案例。通过采用电学失效分析和物理失效分析,成功观察到了含Cu成分较高的θ相(Al2Cu)在阻挡层TiN与Al-Cu金属薄膜界面处析出,导致T... 研究了一种0.13μm嵌入式闪存产品量产中常见的由于后段主要金属层互连短路引起的闪存电路读取数值失效的案例。通过采用电学失效分析和物理失效分析,成功观察到了含Cu成分较高的θ相(Al2Cu)在阻挡层TiN与Al-Cu金属薄膜界面处析出,导致Ti N刻蚀被阻止。由于Al-Cu物理气相沉积(PVD)时作业腔内的硅片表面温度接近350℃,推测θ相(Al_2Cu)的形成是硅片表面温度偏低所导致的。基于上述假设提出一个优化的Al-Cu物理气相沉积工艺方案,通过提高作业腔中硅片表面温度避免θ相生成。实验结果表明,新的工艺方案可以有效避免θ相(Al_2Cu)形成,并能解决金属互连短路的问题。 展开更多

关键词 嵌入式闪存 金属互连 失效分析 铝铜合金 θ相

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屏蔽栅沟槽MOSFET源-漏极间的漏电流优化 被引量：1

20

作者 余长敏 罗志永 刘宇 《半导体技术》 北大核心 2023年第12期1092-1096,共5页

对于功率MOSFET,在较大的外加电压下能否获得更小的源-漏极间漏电流是评价器件性能的重要指标之一。针对击穿电压150 V的屏蔽栅沟槽MOSFET源-漏极间漏电流过大的问题,提出了两种有效的优化方法,包括降低接触孔离子注入后快速退火温度及... 对于功率MOSFET,在较大的外加电压下能否获得更小的源-漏极间漏电流是评价器件性能的重要指标之一。针对击穿电压150 V的屏蔽栅沟槽MOSFET源-漏极间漏电流过大的问题,提出了两种有效的优化方法,包括降低接触孔离子注入后快速退火温度及减薄接触孔钛黏合层的厚度。结合理论计算,从缺陷影响的角度分析了上述方法减小漏电流的原因。这两种方法降低了源区pn结附近的缺陷浓度,导致pn结的反偏产生电流减小,从而减小漏电流,有效改善了源-漏极间漏电流过大的问题,使产品成品率得到提高。 展开更多

关键词 漏电流 击穿电压 接触孔 黏合层 离子注入

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