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金属化工艺对器件可靠性的影响及其工艺控制要求

发布时间:2012/4/27 19:47:40 访问次数:1458

    (1)金属化工艺对器件FMU22U可靠性的影响分析
    影响金属化工艺可靠性的因素主要有:
    ①W丝制造(拉丝)时一般采用NaOH电解膺蚀穿丝(模具)尖端,致使拉丝模具有Na+沾污。故在采用W丝加热真空蒸发金属(Al、Au、Cr、Ni)时,器件钝化氧化层会使Na+沾污,使器件稳定性降低,如双极器件漏电流增加,MOS器件阈电压漂移。
    ②在光刻窗口边缘,金属化条一般比其他地方薄得多,工艺控制不佳会导致台阶处的金属化条断开;或是台阶处金属化很薄,暂尚未造成断开,但经过长期加电工作,此台阶处的金属化首先形成电迁移效应,使其在台阶处断开,造成器件失效。对于百瓦级微波功率管,金属化台阶有3000多个,因此必须在工艺上设法加厚台阶处的金属化厚度。
    ③在金属化与硅接触处(如Al-Si接触),由于Si向Al中的固态溶解过渡,在Si-Al接触处会产生腐蚀坑,使P-N结局部短路,结特性退化。
    ④GaAs MESFET在长期工作时,会出现两种情况:一种是GaAs中的镓向金属化条扩散,造成接触失效,解决方法是在金属化层之间加一层阻挡层金属。另一种是栅金属与GaAs界面反应,使界面向沟道移动,造成栅下沉,器件失效,解决方法是控制金属化厚度,用TiWAu,TiPtAu代替单金属(Al、Au)栅。
    ⑤金属化条的机械划伤多发生在片子清洗、划片、中测、装架等工序中。金属化条划伤会造成过早的电徙动效应,使器件早期失效。
    ⑥溅射工艺由于高能离子对硅片的轰击,会造成器件的表面缺陷,导致器件击穿性能劣变,漏电流下降,hFE降低。
    表4. 14介绍了Si、GaAs器件关键工艺及参数控制的方法。

                         

    (1)金属化工艺对器件FMU22U可靠性的影响分析
    影响金属化工艺可靠性的因素主要有:
    ①W丝制造(拉丝)时一般采用NaOH电解膺蚀穿丝(模具)尖端,致使拉丝模具有Na+沾污。故在采用W丝加热真空蒸发金属(Al、Au、Cr、Ni)时,器件钝化氧化层会使Na+沾污,使器件稳定性降低,如双极器件漏电流增加,MOS器件阈电压漂移。
    ②在光刻窗口边缘,金属化条一般比其他地方薄得多,工艺控制不佳会导致台阶处的金属化条断开;或是台阶处金属化很薄,暂尚未造成断开,但经过长期加电工作,此台阶处的金属化首先形成电迁移效应,使其在台阶处断开,造成器件失效。对于百瓦级微波功率管,金属化台阶有3000多个,因此必须在工艺上设法加厚台阶处的金属化厚度。
    ③在金属化与硅接触处(如Al-Si接触),由于Si向Al中的固态溶解过渡,在Si-Al接触处会产生腐蚀坑,使P-N结局部短路,结特性退化。
    ④GaAs MESFET在长期工作时,会出现两种情况:一种是GaAs中的镓向金属化条扩散,造成接触失效,解决方法是在金属化层之间加一层阻挡层金属。另一种是栅金属与GaAs界面反应,使界面向沟道移动,造成栅下沉,器件失效,解决方法是控制金属化厚度,用TiWAu,TiPtAu代替单金属(Al、Au)栅。
    ⑤金属化条的机械划伤多发生在片子清洗、划片、中测、装架等工序中。金属化条划伤会造成过早的电徙动效应,使器件早期失效。
    ⑥溅射工艺由于高能离子对硅片的轰击,会造成器件的表面缺陷,导致器件击穿性能劣变,漏电流下降,hFE降低。
    表4. 14介绍了Si、GaAs器件关键工艺及参数控制的方法。

                         

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