用于晶圆键合的晶圆清洗和预键合模块的报告研究

摘要

DURIP拨款用于采购等离子体激活系统。该系统的目的是通过增加键强度同时允许更低的键温度来提高直接半导体晶片键的键质量。获得了EVGroup810系统，通过将III-Vs的温度从550°C降低到350°C，并允许硅与氮化镓结合。

背景

许多半导体材料系统是彼此不相容的。由于晶格错配，一些不能通过异质外延一起生长，而对于另一些，在一个上产生器件所需的过程条件会破坏另一个。半导体晶片键合是这两个问题的解决方案之一。粘结允许这两种材料系统分别生长，然后集成后生长和预处理或后处理。当晶格错配一旦超过临界厚度就会导致严重的位错时，粘结脱毛层不会遭受这种情况问题；线程位错不会传播后键被界面上的不适配所取代。粘合材料系统允许半导体器件的“完美风暴”：将一个非常高速的电子注入器与一个高间断的集电器相结合。提出了一种键合FET设计，将器件源和通道的InGaAs/InAlAsFET与氮化镓漏极相结合。DURIP拨款用于采购血浆激活系统。通过特别准备和“激活”两种要连接的材料的表面，可以增加粘结强度，而不需要求助于更高的粘结温度。

结果

EVG810系统被交付到UCSB，并安装在新的工程科学洁净室。对该机器进行了检查和检查，以确保它符合粘结强度的设计规格。许多硅晶片被激活和不激活。按照设计，硅片被激活时的能量约为1.5J/m2，而没有激活时的能量为0.4J/m2。硅的体积断裂强度约为2.5J/m2。

结论

在晶片键合领域已经取得了重大进展。最初的InGaAs/InAlAs-GaN键器件已经产生，初始的Si-GaN键显示出很强的前景。通过DURIP拨款获得的EVG810激活工具有助于改善粘合过程。

在UCSB用于氮化物结合氮化镓的过程，包括以下主要步骤：

1样品切割和一般制备。

2.丙酮和异丙醇溶剂清洁以去除有机物。

3.兆频超声波净水去除颗粒。

4.去除最后的有机物。

5.HF浸渍剥离任何天然氧化物。

6.EVG810等离子体激活，在接触前处理表面。

7.接触和粘合。