人工晶体学报

作者：王硕, 杨发顺, 马奎

单位：1.贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025; ；2.贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵阳 550025; ；3.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心,贵阳 550025

关键词：扇贝纹,硅通孔,BOSCH刻蚀技术,高温热氧化,三维集成,

基金：国家自然科学基金(61664004)

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:1 150 ℃、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。

来源：2021年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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