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摘要

? ? ? 三維集成電路技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為半導(dǎo)體行業(yè)的新興技術(shù)。硅片減薄是三維集成電路和硅通孔形成的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文報道了三維集成電路硅片濕法刻蝕減薄技術(shù)。

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介紹

? ? ? 通過應(yīng)用摩爾定律，半導(dǎo)體已經(jīng)小型化。然而，小型化的發(fā)展仍然是復(fù)雜性急劇增加和設(shè)備成本巨大的問題。另一方面，除了用于小型化的技術(shù)之外的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到高性能半導(dǎo)體的開發(fā)中。開發(fā)高性能半導(dǎo)體最有前途的技術(shù)是使用硅片(或芯片)減薄和硅通孔(TSV)的三維集成電路。這項技術(shù)為高性能半導(dǎo)體提供了以下優(yōu)勢:增加特定物理卷的內(nèi)存容量；和更快的傳輸速度和更低的功耗，這是由于變薄和TSV效應(yīng)提高了邏輯和存儲器之間的響應(yīng)能力。

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實驗和討論

? ? ??圖1顯示了蝕刻速率驗證實驗的結(jié)果。

? ? ? 表3和表4顯示了各種氧化膜的蝕刻速率以及根據(jù)蝕刻速率計算的它們對熱氧化膜的選擇性比率。與異丙醇溶液中的[1:24]相比，熱氧化膜對水溶液中[1:3]的硝酸-氧化物的選擇性表現(xiàn)出非常大的差異。這一結(jié)果表明熱氧化膜不能被蝕刻，而存在可能蝕刻硝酸-氧化物的活性物質(zhì)。用于本實驗的異丙醇溶液中的氟化氫濃度明顯小于水溶液中的濃度(1:0.03)；然而，HF濃度實際上是相同的。這一結(jié)果表明，可能在異丙醇溶液中蝕刻硝酸-氧化物的反應(yīng)物種被認為是中性的氟化氫。此外，硝酸-氧化物被認為不是完美的二氧化硅狀態(tài)。

表3各種氧化膜對蝕刻劑的蝕刻速率

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? ? ? 用旋轉(zhuǎn)濕法刻蝕技術(shù)刻蝕硅片總蝕刻時間為1分鐘，獲得300 mm 10 mm的蝕刻量，總蝕刻時間為1.5分鐘，獲得450 mm 15 mm。這導(dǎo)致蝕刻量的均勻性為3%。此外，在晶片中心周圍80毫米至100毫米的直徑范圍內(nèi)，蝕刻量達到1%的均勻性。

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總結(jié)

? ? ? ?我們驗證了通過使用全濕法蝕刻技術(shù)實現(xiàn)硅晶片的減薄而不會由于使用機械減薄技術(shù)(例如BG)而導(dǎo)致研磨損傷是可能的，并且展示了用于三維集成電路的高速率、精確硅晶片減薄蝕刻的潛力。結(jié)果，我們表明通過由HF和HNO3制備的混合酸化學(xué)溶液，在每片2分鐘內(nèi)減薄硅片是可能的。

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