用于晶圓鍵合的晶圓清洗和預鍵合模塊的報告研究

摘要

DURIP撥款用于采購等離子體激活系統。該系統的目的是通過增加鍵強度同時允許更低的鍵溫度來提高直接半導體晶片鍵的鍵質量。獲得了EVGroup810系統，通過將III-Vs的溫度從550°C降低到350°C，并允許硅與氮化鎵結合。

背景

許多半導體材料系統是彼此不相容的。由于晶格錯配，一些不能通過異質外延一起生長，而對于另一些，在一個上產生器件所需的過程條件會破壞另一個。半導體晶片鍵合是這兩個問題的解決方案之一。粘結允許這兩種材料系統分別生長，然后集成后生長和預處理或后處理。當晶格錯配一旦超過臨界厚度就會導致嚴重的位錯時，粘結脫毛層不會遭受這種情況問題；線程位錯不會傳播后鍵被界面上的不適配所取代。粘合材料系統允許半導體器件的“完美風暴”：將一個非常高速的電子注入器與一個高間斷的集電器相結合。提出了一種鍵合FET設計，將器件源和通道的InGaAs/InAlAsFET與氮化鎵漏極相結合。DURIP撥款用于采購血漿激活系統。通過特別準備和“激活”兩種要連接的材料的表面，可以增加粘結強度，而不需要求助于更高的粘結溫度。

結果

EVG810系統被交付到UCSB，并安裝在新的工程科學潔凈室。對該機器進行了檢查和檢查，以確保它符合粘結強度的設計規格。許多硅晶片被激活和不激活。按照設計，硅片被激活時的能量約為1.5J/m2，而沒有激活時的能量為0.4J/m2。硅的體積斷裂強度約為2.5J/m2。

結論

在晶片鍵合領域已經取得了重大進展。最初的InGaAs/InAlAs-GaN鍵器件已經產生，初始的Si-GaN鍵顯示出很強的前景。通過DURIP撥款獲得的EVG810激活工具有助于改善粘合過程。

在UCSB用于氮化物結合氮化鎵的過程，包括以下主要步驟：

1樣品切割和一般制備。

2.丙酮和異丙醇溶劑清潔以去除有機物。

3.兆頻超聲波凈水去除顆粒。

4.去除最后的有機物。

5.HF浸漬剝離任何天然氧化物。

6.EVG810等離子體激活，在接觸前處理表面。

7.接觸和粘合。