基于真空紫外光表面活化的碳化硅晶圆低温直接键合研究

发布时间：2021-07-06 06:33

　　碳化硅作为一种性质优异的第三代半导体材料,具有高热导率,高临界电场和高饱和电子漂移速度等优势,能够在高温、高频、大功率电子和极端条件下实现高质量和高可靠性的应用。然而,碳化硅本身物理化学性质稳定,机械加工困难,异质集成能够综合多种异质材料的优势,为拓展碳化硅的应用提供了新途径。碳化硅的异质集成方法中,晶圆键合能够克服沉积薄膜不均匀和外延生长晶格不匹配的问题,近年来受到研究者的广泛关注。真空紫外光（VUV）活化键合法是通过极短波长的真空紫外光（波长110-180 nm）照射对晶圆表面进行清洁活化来实现键合的低温键合方法,具有低成本、简单易行、对材料损伤小、绿色环保等优势。本文采用真空紫外光表面活化键合方法,选取光照时间、键合气氛湿度、退火温度作为工艺参数变量,有效键合面积和键合强度作为评价键合质量的依据,得到硅/SiC、氧化硅/SiC、石英/SiC的低温直接键合的最佳工艺参数,结合真空紫外光对材料表面影响的分析结果和对键合界面的表征结果建立键合机理模型。研究结果表明:在VUV照射时间25min,键合气氛湿度15%-20%,阶梯式加压退火,最高退火温度150℃下,可实现硅/SiC非洁净间环... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SiC/Si晶片上制造的SiMOSFET[19]

Si(111)/6H-SiC横截面的TEM图像

Si-SiC 键合界面 TEM 图像[22](a)SiC 的电子衍射图 (b)Si 的电子衍射图 (c)Si 和 SiC(2110)界面暗场像 (d)Si 和 SiC界面放大像

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3267730