VLSI的电镀和化学机械抛光技术

从0.13μm工艺节点开始,铜电镀(ECP)和化学机械抛光技术(CMP)成为VLSI(超大规模集成电路)多层铜互连布线制备中不可缺少的工艺.铜CMP后的碟型、侵蚀等平坦性缺陷将使芯片表面厚度不均匀,形成互连RC延迟,影响芯片性能和良率;研究发现,铜CMP后的厚度变异不只受CMP影响,还受ECP后芯片厚度影响;文章介绍了ECP、CMP对铜CMP后厚度影响的实验研究,针对CMP后厚度不均匀性的解决方法,着重分析了基于可制造性设计的电镀和化学机械抛光技术,如基于设计规则、电镀和化学机械抛光模型的金属填充等.     

先进封装中硅通孔（TSV）铜互连电镀研究进展

随着摩尔定律接近极限,超摩尔定律的2.5D/3D封装登上历史舞台。硅通孔（through silicon via,TSV）是实现多维封装纵向互连的关键技术,也是目前高端电子制造领域的重要代表之一。概述了TSV铜互连的关键技术,包括铜电镀液、电镀工艺和研究方法。认为TSV电镀铜技术难点在于无缺陷填充,而添加剂是实现无缺陷填充的关键组分。归纳了TSV电镀铜的加速剂、抑制剂以及整平剂等多种添加剂,指出随着TSV深宽比的不断提高,对电镀工艺提出了更高的要求。介绍了仿真计算、电化学测试等电镀液添加剂作用机理的研究手段。随着研究手段的不断升级,对添加剂作用机理研究更加深入透彻,确保了高深宽比TSV镀铜的无缺陷填充,进一步促进了先进封装的发展。     

酸铜添加剂CPP108开发和应用

开发了一种通盲孔匹配的电镀铜添加剂CPP108,此添加剂既可以用于板面电镀又能够用于图形电镀.研究了该体系的盲孔性能和通孔性能,并对其可靠性进行了测试.该体系具有高的通孔及盲孔贯孔能力,添加剂稳定可靠,易于控制.经过长期试验线的批量测试,于2010年5月成功用于上海美维电子有限公司电镀生产线.     

冗余金属对互连线电容特性的影响

在深亚微米尺寸的集成电路设计中,可制造性设计变得越来越重要。从180 nm时代开始,铜互连代替铝已成为趋势,但是铜在制造工程中难刻蚀,因此在工业上引入了化学机械研磨。为了使化学机械研磨取得好的平坦化效果,必须预先改善设计,对版图金属布局进行冗余金属填充,使之满足工艺生产要求。因此,对版图金属布局进行冗余金属填充,成为研究的热点。文章研究了冗余金属的各种因素对互连线电容特性的影响,并在此基础上给出了优化的冗余金属填充方案。     

LS—I型电镀添加剂的研制

ＬＳ－Ｉ型电镀添加剂是一种以含有有机磷的多元羧基环状化合物为主，经一定的方法和步骤，配以其它化学助剂而成的酸性系列电镀添加剂。经使用，并对使用的部分结果，进了测试，结果表明，在酸性工艺条件下，该电镀添加剂用于、铜、锌及部分合金的电镀工艺中，对提高镀层外观质量，增强耐腐蚀性能，有较为显著的作用。     

随机工艺变化下互连线ABCD参数建模与仿真

集成电路的不断发展使得互连线的随机工艺变化问题已经成为影响集成电路设计与制造的重要因素.基于电报方程建立了工艺变化下互连线的分布参数随机模型,推导出互连线ABCD参数满足的随机微分方程组,并提出了基于蒙特卡洛法的互连线ABCD参数统计分析方法,通过对ABCD参数各参量系数的正态性进行偏度-峰度检验,给出了最差情况估计.实验结果表明所提出的互连线随机模型及统计分析方法可以对工艺变化下的互连线传输性能进行有效的评估.     

碳纤维表面电镀铜的研究

本文研究了制造金属基复合材料的关键技术之一——碳纤维表面电镀铜的工艺和设备,性能测试结果表明:碳纤维表面电镀铜层均匀、完整、电镀工艺稳定、设备不损伤碳纤维,可满足工业化生产的需要。     

集成电路器件工艺先导技术研究进展

 中国集成电路技术和产业经过了最新一轮十年的攻关,已经形成了较为系统的布局。分析了国内外集成电路制造技术和产业发展趋势以及中国集成电路制造技术研发布局,概述了22~14 nm节点工艺研发成果、7 nm节点工艺关键技术进展以及5 nm以下节点工艺新结构、新材料技术研发情况。     

集成电路碳纳米管互连建模与特性研究

近年来,基于碳基材料的纳米尺度互连方案得到了人们的广泛关注,为下一代集成电路的互连技术提供了一种全新的解决途径.基于国内外在碳纳米互连建模和特性研究方面的进展,并结合本课题组取得的相关成果,对集成电路碳纳米管互连的等效电路建模、时延特性以及热特性进行了系统的分析,并与传统铜互连进行了全面比较.最后对具有实用前景的碳纳米异质互连技术进行了简要介绍和展望.     

单片集成微传感器中多层耐熔金属硅化物互连

在微传感器系统中,采用多层耐熔金属硅化物互连工艺,克服微传感器与IC芯片单片集成时,铝连线不能承受微传感器制造过程中要求的退火高温,而且此互连结构能在标准CMOS工艺线上加工,降低了制造成本.经流片验证,此互连结构具有台阶覆盖能力强、热稳定性好、电阻率较低、易于干法刻蚀等特点,能满足大规模IC多层互连线要求.由它构成的大规模数模混合集成电路,在退火条件分别为500°C5、h,600°C、30 min,650°C5、min的实验后仍保持性能.以上退火条件符合基于铁电薄膜的微传感器系统单片集成的要求.     

镁合金焦磷酸盐镀铜工艺的研究

镁合金上电镀耐蚀金属一般要经过电镀铜的过渡层以提高后镀金属的均镀性能和结合力.焦磷酸盐电镀铜是一种环保型电镀工艺,通过电镀锌后再电镀铜能获得结合力和致密性较高的镀层.镀锌液以硫酸锌为主盐,焦磷酸钾为配合剂,柠檬酸铵作辅助配合剂兼导电盐,电流密度2~3A.dm-2,温度在40℃时得到的锌镀层耐蚀性能较好,镀铜电流密度在0.5~2A.dm-2之间得出的镀层耐蚀性能较好.用研究的焦磷酸盐镀铜工艺代替氰化镀铜工艺作为过渡铜镀层的无氰镀工艺.     

铜互连技术

在集成电路中采用双镶嵌工艺制备互连线,铜作为互连线的材料具有低电阻率和较好的抗电迁移能力等优点,同时存在新的缺陷模式如沟槽缺陷、气泡缺陷、金属缺失等,目前的工作主要是该工艺的完善.     

电镀镍基金刚石钻头的研究

文章将单一的有机物作为添加剂，通过较大电流密度制造电镀镍基金刚石钻头，分析了有机物对钻头胎体的脆性、硬度及内应力的影响。通过本工艺制造的电镀钻头具有优良的钻进性能，生产效率得到较大提高。     

喷射电铸快速制造的试验研究

介绍了喷射电铸快速制造技术的原理与系统组成，采用喷射电铸快速制造工艺制备了具有简单形状的纳米晶金属铜样件，运用扫描电子显微镜和X-射线衍射等现代分析手段对纳米晶微观结构进行分析.结果表明，喷射电铸能显著提高极限电流密度，细化晶粒，改善铸层质量．铜沉积层具有纳米晶微观结构，平均晶粒尺寸约为55．6nm，最小晶粒尺寸可达41．4nm．     

浅谈引线框架电镀生产线的管理要点

随着市场对产品性能的进一步需求,引线框架产品的功能要求也会愈加重要,通过对引线框架电镀生产线的管理研究,也将寻找到更科学、更有效的方法,这也必将带动引线框架的技术发展。该文说明了引线框架制造中电镀的技术要求,介绍了引线框架电镀生产线的现场管理要点,描述了引线框架电镀过程的关键参数以及管理重点,并提出了解决方法,给出了问题发生时的处置流程,有利于引线框架电镀行业的稳定生产和质量提高。     

碳纤维布电镀铜工艺的研究

研究了碳纤维布表面铜金属化工艺。碳纤维布进行除油、清洗、敏化及活化预处理后,在以甲醛为还原剂的化学沉铜溶液中化学镀铜60 min,在此基础上进行酸性电沉积铜。研究了不同电镀电流以及不同电镀时间对碳纤维布铜金属化表面形貌和导电性能的影响。研究发现,碳纤维布表面能形成覆盖性良好且连续的电镀铜沉积层,其导电性能随着电镀电流的增加以及电镀时间的延长而增加。     

钢铁低浓度盐酸酸洗添加剂研制

该工艺主要用于零件电镀、涂装前除锈，可在常湿下操作。该酸洗添加剂由两种表面活性剂、缓蚀剂、络合剂、和酸雾抑制剂等组成，测定了该添加剂除锈和缓蚀性能。     

EDA公共技术服务平台的发展和作用研究

芯片的特征尺寸遵循量子摩尔定律持续缩小,当前最先进的CMOS集成电路制造工艺已演进到7nm工艺。未来几年,5nm、3nm工艺也会陆续量产。先进的芯片制造工艺逐渐逼近经典物理极限,量子效应开始凸显,并由此给集成电路设计(IC设计)带来了前所未有的挑战,设计的复杂度显著提高。利用EDA公共技术服务平台相关设计工具和设计环境,工程师将芯片的电路设计、设计IC版图、性能分析的整个过程交由计算机自动处理完成,出错少,效率高。强有力的EDA工具能帮助设计工程师解决各种潜在的问题,提高芯片的可靠性,缩短设计周期,加快芯片的量产,提高产品的市场竞争力。     

无氰电镀铜新工艺试验研究

以环保酸性浸镀铜工艺和含有复合添加剂的碱性无氰电镀铜工艺结合的小型试验,得到了产品合格并适合工业化生产应用的工艺配方.通过六因素正交试验,以镀铜速率、外观状况、抗腐蚀性作为衡量标准,获得了比较好的试验条件,重点研究了镀液温度、电流密度对镀铜速度的影响.     

硅基光电子学的最新进展

随着人们对信息容量、速度以及成本的迫切要求,低成本、高度集成的硅基光电子学蓬勃发展,成为光通信、高速计算机等领域的研究热点和非常有前景的关键技术.硅基光电子学是一种可以用硅基集成电路上的投资、设施、经验以及技术来设计、制造、封装光器件和光电集成电路,在集成度、可制造性和扩展性方面达到集成电路的水平,从而在成本、功耗、尺寸上取得突破的一种技术.最近几年,硅基光电子集成技术已经发展到了一个崭新的阶段,各个关键的硅基光电子器件都已经达到商用化的标准,部分性能甚至超过目前的商用器件,引起了产业界的广泛关注.本文从硅基光电子学的几个关键器件入手,包括波导、光栅、偏振分束器、混频器、滤波器、调制器、探测器和激光器,详细介绍了该方向的研究进展,特别是最近5年的重大突破;随后介绍了硅基光电子学在光互连、光通信、光传感、太阳能电池等几方面的重大应用;最后提出硅基光电子学未来发展方向和目前面临的主要挑战.