摘要

DURIP撥款用于采購(gòu)等離子體激活系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目的是通過(guò)增加鍵強(qiáng)度同時(shí)允許更低的鍵溫度來(lái)提高直接半導(dǎo)體晶片鍵的鍵質(zhì)量。獲得了EVGroup810系統(tǒng)，通過(guò)將III-Vs的溫度從550°C降低到350°C，并允許硅與氮化鎵結(jié)合。

背景

許多半導(dǎo)體材料系統(tǒng)是彼此不相容的。由于晶格錯(cuò)配，一些不能通過(guò)異質(zhì)外延一起生長(zhǎng)，而對(duì)于另一些，在一個(gè)上產(chǎn)生器件所需的過(guò)程條件會(huì)破壞另一個(gè)。半導(dǎo)體晶片鍵合是這兩個(gè)問(wèn)題的解決方案之一。粘結(jié)允許這兩種材料系統(tǒng)分別生長(zhǎng)，然后集成后生長(zhǎng)和預(yù)處理或后處理。當(dāng)晶格錯(cuò)配一旦超過(guò)臨界厚度就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的位錯(cuò)時(shí)，粘結(jié)脫毛層不會(huì)遭受這種情況問(wèn)題；線程位錯(cuò)不會(huì)傳播后鍵被界面上的不適配所取代。粘合材料系統(tǒng)允許半導(dǎo)體器件的“完美風(fēng)暴”：將一個(gè)非常高速的電子注入器與一個(gè)高間斷的集電器相結(jié)合。提出了一種鍵合FET設(shè)計(jì)，將器件源和通道的InGaAs/InAlAsFET與氮化鎵漏極相結(jié)合。DURIP撥款用于采購(gòu)血漿激活系統(tǒng)。通過(guò)特別準(zhǔn)備和“激活”兩種要連接的材料的表面，可以增加粘結(jié)強(qiáng)度，而不需要求助于更高的粘結(jié)溫度。

結(jié)果

EVG810系統(tǒng)被交付到UCSB，并安裝在新的工程科學(xué)潔凈室。對(duì)該機(jī)器進(jìn)行了檢查和檢查，以確保它符合粘結(jié)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)規(guī)格。許多硅晶片被激活和不激活。按照設(shè)計(jì)，硅片被激活時(shí)的能量約為1.5J/m2，而沒有激活時(shí)的能量為0.4J/m2。硅的體積斷裂強(qiáng)度約為2.5J/m2。

結(jié)論

在晶片鍵合領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。最初的InGaAs/InAlAs-GaN鍵器件已經(jīng)產(chǎn)生，初始的Si-GaN鍵顯示出很強(qiáng)的前景。通過(guò)DURIP撥款獲得的EVG810激活工具有助于改善粘合過(guò)程。

在UCSB用于氮化物結(jié)合氮化鎵的過(guò)程，包括以下主要步驟：

1樣品切割和一般制備。

2.丙酮和異丙醇溶劑清潔以去除有機(jī)物。

3.兆頻超聲波凈水去除顆粒。

4.去除最后的有機(jī)物。

5.HF浸漬剝離任何天然氧化物 。

6.EVG810等離子體激活，在接觸前處理表面。

7.接觸和粘合。

結(jié)論

如上所述，購(gòu)買和使用EVG810等離子體活化系統(tǒng)允許一個(gè)簡(jiǎn)單的等離子體活化過(guò)程，降低了鍵溫度，并提供了使用前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的鍵形式的結(jié)果。隨著機(jī)器中使用的配方，系統(tǒng)使用的收益將繼續(xù)開發(fā)和發(fā)展，以最適合正在使用的材料。

審核編輯：符乾江