淺談UV晶圓光擦除
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晶圓(wafer)由純硅(Si)構成。 一般分為6英寸、8英寸、12英寸規格不等,晶片就是基于這個wafer上生產出來的。 高(gao)純度(du)的半導體經過拉晶、切片等(deng)工(gong)序制備成(cheng)的硅(gui)晶(jing)片,由(you)于其(qi)形狀為圓形,故(gu)稱為晶(jing)圓;在硅(gui)晶(jing)片上可加(jia)工制作成(cheng)各種電(dian)路(lu)元(yuan)件結構(gou),而成(cheng)為有特定電(dian)性功能的集成(cheng)電(dian)路(lu)產品。晶圓經過一系列半導體制造工藝形成極微小的電路結構,再經切割、封裝、測試成為芯片,廣泛應用到各類電子設備當中。 晶圓材料經歷了 60 余年的技術演進和產業發展,形成了當今以硅為主、新型半導體材料為補充的產業局面。
全世界80%的手機和電腦由中國生產。中國的高性能芯片95%依靠進口,于是中國每年要花費2200億美元去進口芯片,該數額為中國全年石油進口額的2倍。所有與光刻機和芯片生產相關的設備和材料也受到封鎖,比如晶圓片、高純金屬、刻蝕機等等。
今天我們就淺談晶圓機UV光擦除原理。在數據寫入時,需要通過給柵極加上高電壓 VPP ,如下圖所示,向浮置柵注入電荷。注人后的電荷由于不具備穿透硅氧化膜能壁的能量,因而只能維持現狀,所以我們必須給予電荷一定的能量!而這時候就需要用到紫外線了。
當浮置柵接收到紫外線的照射,浮置柵中的電子接收了紫外線光量子的能量,則電子變成具有穿透硅氧化膜能壁能量的熱電子。如圖 所示,熱電子穿透硅氧化膜,流向基板和柵極,恢復為擦除狀態。擦除操作,只能通過接收紫外線的照射來進行,而不能進行電子擦除。也就是說,只能夠進行由 “ 1 ” 向 “ 0 ” 改變比特數,而在反方向上.除擦除芯片全部內容的方法以外,再沒有其他的方法。
我們知道,光的能量與光的波長成反比例關系,為了讓電子成為熱電子,從而具有穿透氧化膜的能量,就非常需要波長較短的光即紫外線的照射。由于擦除時間決定于光量子的數目,因而即使在波長較短的情況下,也不能縮短擦除時間。一般地,當波長為 4000A ( 400nm )左右時才開始進行擦除。在 3000A 左右基本達到飽和。低于 3000A 以后,波長即使再短,對于擦除時間也不會產生什么影響。
UV擦除的(de)標準一般為接受精(jing)準波長的(de) 253.7nm ,強度(du) ≥16000 μ W /cm²的(de)紫(zi)外線 30 分鐘至(zhi)3小時不(bu)等的(de)照射(she)時長,即可完成(cheng)其擦除操作(zuo)。