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摘要

? ? ? 我們已經(jīng)研究了有機(jī)污染物對(duì)電子器件的不利影響，一些表面分析技術(shù)清楚地證明了硅晶片在制造過程中被有機(jī)化合物污染。硅片被一種主要污染物鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯故意污染；通過監(jiān)測(cè)擊穿電壓，詳細(xì)評(píng)估了其在硅熱氧化期間結(jié)合到氧化硅層中的情況及其對(duì)器件性能的影響。在被污染的硅表面的熱氧化過程中，由有機(jī)污染物的熱解產(chǎn)生的霧化碳物種有助于使氧化物生長(zhǎng)得更厚，擴(kuò)大氧化硅晶格，并降解氧化硅，透射電子顯微鏡和二次離子質(zhì)譜顯示了這一點(diǎn)，并最終對(duì)器件性能產(chǎn)生不利影響。

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概述

? ? ? 在本文中，我們重點(diǎn)關(guān)注有機(jī)污染物如何導(dǎo)致器件故障。我們首先描述了通過TD-GC/MS方法以及通過使用掃描電子顯微鏡/能量色散光譜掃描電子顯微鏡/能譜儀和原子力顯微鏡原子力顯微鏡對(duì)污染表面成像對(duì)晶片進(jìn)行表面分析的結(jié)果。然后，我們通過測(cè)量擊穿電壓BVs，展示了在金屬-氧化物-半導(dǎo)體金屬氧化物半導(dǎo)體加工過程中，有機(jī)污染物結(jié)合到氧化物層中對(duì)器件性能的影響。最后，我們提出了器件失效的原因和機(jī)理。

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實(shí)驗(yàn) 略

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結(jié)果和討論

初步研究

? ? ? 圖2顯示了從正常生產(chǎn)和儲(chǔ)存的晶片中熱解吸的有機(jī)污染物的氣相色譜圖?？梢钥闯?，盡管污染物通常儲(chǔ)存在塑料盒中，但它們含有大約20-30種有機(jī)物質(zhì)，可分為三類:溶劑、碳?xì)浠衔锖椭赜袡C(jī)化合物。溶劑的揮發(fā)性最強(qiáng)，來源于潔凈室新建的設(shè)施，特征有機(jī)物質(zhì)似乎是醇衍生物和其他碳?xì)浠衔?。大多?shù)碳?xì)浠衔镲@示具有15-20個(gè)碳的線性脂肪鏈，保留時(shí)間類似，如圖。2.同時(shí)，重有機(jī)化合物被顯示出強(qiáng)烈地吸附在晶片表面上，其被鑒定為異丁基氧烷醇、二丁基苯酚和二丁基苯酚。DOP保留時(shí)間最長(zhǎng)，因?yàn)樗铍y從硅表面解吸。

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金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的BV測(cè)量??略

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有機(jī)污染引起的設(shè)備故障調(diào)查??略

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結(jié)論

? ? ? 作為碳化合物殘留的一部分有機(jī)污染物導(dǎo)致氧化硅晶格膨脹，惡化氧化硅層，導(dǎo)致器件失效。我們的研究結(jié)果提供了明確的理由，為什么設(shè)備制造設(shè)施必須保持極其清潔以及使用高濃度增塑劑的聚合物應(yīng)盡可能避免出現(xiàn)在潔凈室環(huán)境中。

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