多次热氧化削减硅通孔内壁扇贝纹

• 作者: 王硕 杨发顺 马奎
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 关键词: 扇贝纹 硅通孔 BOSCH刻蚀技术 高温热氧化 三维集成
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research Articles
• 页码范围: 1131-1137
• 页数: 7页
• 分类号: TN305.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-985X.2021.06.022

摘要

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:1150℃、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.