金屬化工藝對(duì)器件可靠性的影響及其工藝控制要求
發(fā)布時(shí)間:2012/4/27 19:47:40 訪問次數(shù):1437
(1)金屬化工藝對(duì)器件FMU22U可靠性的影響分析
影響金屬化工藝可靠性的因素主要有:
①W絲制造(拉絲)時(shí)一般采用NaOH電解膺蝕穿絲(模具)尖端,致使拉絲模具有Na+沾污。故在采用W絲加熱真空蒸發(fā)金屬(Al、Au、Cr、Ni)時(shí),器件鈍化氧化層會(huì)使Na+沾污,使器件穩(wěn)定性降低,如雙極器件漏電流增加,MOS器件閾電壓漂移。
②在光刻窗口邊緣,金屬化條一般比其他地方薄得多,工藝控制不佳會(huì)導(dǎo)致臺(tái)階處的金屬化條斷開;或是臺(tái)階處金屬化很薄,暫尚未造成斷開,但經(jīng)過長(zhǎng)期加電工作,此臺(tái)階處的金屬化首先形成電遷移效應(yīng),使其在臺(tái)階處斷開,造成器件失效。對(duì)于百瓦級(jí)微波功率管,金屬化臺(tái)階有3000多個(gè),因此必須在工藝上設(shè)法加厚臺(tái)階處的金屬化厚度。
③在金屬化與硅接觸處(如Al-Si接觸),由于Si向Al中的固態(tài)溶解過渡,在Si-Al接觸處會(huì)產(chǎn)生腐蝕坑,使P-N結(jié)局部短路,結(jié)特性退化。
④GaAs MESFET在長(zhǎng)期工作時(shí),會(huì)出現(xiàn)兩種情況:一種是GaAs中的鎵向金屬化條擴(kuò)散,造成接觸失效,解決方法是在金屬化層之間加一層阻擋層金屬。另一種是柵金屬與GaAs界面反應(yīng),使界面向溝道移動(dòng),造成柵下沉,器件失效,解決方法是控制金屬化厚度,用TiWAu,TiPtAu代替單金屬(Al、Au)柵。
⑤金屬化條的機(jī)械劃傷多發(fā)生在片子清洗、劃片、中測(cè)、裝架等工序中。金屬化條劃傷會(huì)造成過早的電徙動(dòng)效應(yīng),使器件早期失效。
⑥濺射工藝由于高能離子對(duì)硅片的轟擊,會(huì)造成器件的表面缺陷,導(dǎo)致器件擊穿性能劣變,漏電流下降,hFE降低。
表4. 14介紹了Si、GaAs器件關(guān)鍵工藝及參數(shù)控制的方法。
(1)金屬化工藝對(duì)器件FMU22U可靠性的影響分析
影響金屬化工藝可靠性的因素主要有:
①W絲制造(拉絲)時(shí)一般采用NaOH電解膺蝕穿絲(模具)尖端,致使拉絲模具有Na+沾污。故在采用W絲加熱真空蒸發(fā)金屬(Al、Au、Cr、Ni)時(shí),器件鈍化氧化層會(huì)使Na+沾污,使器件穩(wěn)定性降低,如雙極器件漏電流增加,MOS器件閾電壓漂移。
②在光刻窗口邊緣,金屬化條一般比其他地方薄得多,工藝控制不佳會(huì)導(dǎo)致臺(tái)階處的金屬化條斷開;或是臺(tái)階處金屬化很薄,暫尚未造成斷開,但經(jīng)過長(zhǎng)期加電工作,此臺(tái)階處的金屬化首先形成電遷移效應(yīng),使其在臺(tái)階處斷開,造成器件失效。對(duì)于百瓦級(jí)微波功率管,金屬化臺(tái)階有3000多個(gè),因此必須在工藝上設(shè)法加厚臺(tái)階處的金屬化厚度。
③在金屬化與硅接觸處(如Al-Si接觸),由于Si向Al中的固態(tài)溶解過渡,在Si-Al接觸處會(huì)產(chǎn)生腐蝕坑,使P-N結(jié)局部短路,結(jié)特性退化。
④GaAs MESFET在長(zhǎng)期工作時(shí),會(huì)出現(xiàn)兩種情況:一種是GaAs中的鎵向金屬化條擴(kuò)散,造成接觸失效,解決方法是在金屬化層之間加一層阻擋層金屬。另一種是柵金屬與GaAs界面反應(yīng),使界面向溝道移動(dòng),造成柵下沉,器件失效,解決方法是控制金屬化厚度,用TiWAu,TiPtAu代替單金屬(Al、Au)柵。
⑤金屬化條的機(jī)械劃傷多發(fā)生在片子清洗、劃片、中測(cè)、裝架等工序中。金屬化條劃傷會(huì)造成過早的電徙動(dòng)效應(yīng),使器件早期失效。
⑥濺射工藝由于高能離子對(duì)硅片的轟擊,會(huì)造成器件的表面缺陷,導(dǎo)致器件擊穿性能劣變,漏電流下降,hFE降低。
表4. 14介紹了Si、GaAs器件關(guān)鍵工藝及參數(shù)控制的方法。
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