多次热氧化削减硅通孔内壁扇贝纹

TN305.2; 硅通孔(TSV)在三维集成系统中扮演着非常重要的角色.BOSCH刻蚀技术是当前主流的硅通孔刻蚀方法,因为刻蚀和钝化交替进行,这种干法刻蚀工艺不可避免地会在硅通孔的内部形成扇贝纹,其尺度一般在几十纳米到几百纳米不等.扇贝纹会导致后续填充的各层材料以及它们之间的界面不平滑,从而严重影响TSV的性能以及三维集成系统的可靠性.高温热氧化时,较高氧气流量可确保硅通孔内部氧气浓度基本均匀,扇贝纹凸起处的二氧化硅生长速率相对较快.交替循环进行高温热氧化和腐蚀二氧化硅,可有效削减硅通孔内壁的扇贝纹.对深宽比为8:1的硅通孔,经过四次高温热氧化(每次氧化的工艺条件为:1150℃、湿氧氧化10...

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Published in人工晶体学报 Vol. 50; no. 6; pp. 1131 - 1137
Main Authors 王硕, 杨发顺, 马奎
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025%贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025 2021
贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵阳 550025
半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心,贵阳 550025
Subjects
扇贝纹
BOSCH刻蚀技术
硅通孔
高温热氧化
三维集成
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ISSN1000-985X
DOI10.3969/j.issn.1000-985X.2021.06.022

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Summary:TN305.2; 硅通孔(TSV)在三维集成系统中扮演着非常重要的角色.BOSCH刻蚀技术是当前主流的硅通孔刻蚀方法,因为刻蚀和钝化交替进行,这种干法刻蚀工艺不可避免地会在硅通孔的内部形成扇贝纹,其尺度一般在几十纳米到几百纳米不等.扇贝纹会导致后续填充的各层材料以及它们之间的界面不平滑,从而严重影响TSV的性能以及三维集成系统的可靠性.高温热氧化时,较高氧气流量可确保硅通孔内部氧气浓度基本均匀,扇贝纹凸起处的二氧化硅生长速率相对较快.交替循环进行高温热氧化和腐蚀二氧化硅,可有效削减硅通孔内壁的扇贝纹.对深宽比为8:1的硅通孔,经过四次高温热氧化(每次氧化的工艺条件为:1150℃、湿氧氧化10 min)和四次腐蚀二氧化硅后,内壁的扇贝纹起伏最大值从最初的400 nm降到了90 nm.实验结果表明该方法削减扇贝纹的效果十分明显.
ISSN:1000-985X
DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2021.06.022