基于RFID芯片应用的0.13μm高密度MIM电容制造工艺研究

论文摘要

RFID（射频识别）芯片伴随着半导体技术的发展得到了广阔的应用,但是RFID芯片向深亚微米发展使其关键部件MIM电容的制造工艺成为难点,所以本文选择基于RFID芯片应用的0.13μm高密度MIM电容制造工艺研究为主题展开实验。本实验以几种MIM电容介质材料为研究对象,并结合电容的结构设计进行实验设计和效果分析,目的是为了找到基于0.13μm RFID芯片应用且电性参数符合要求的高密度MIM电容制造工艺。实验表明:对于普通介质材料,即SiN和SiO2,由于材料的low K特性,无论采用普通的PECVD还是先进的ALDCVD工艺,SiN或SiO2薄膜只能制得大约2fF/μm2电容密度的MIM电容,但所得电容的Leakage、BVD、Tcc、Vcc等电性参数都较好;如果应用High K材料Al2O3和SiO2组合进行工艺改进和实验设计,可以得到较高电容密度,大约4fF/μm2的MIM电容,但是Tcc、Vcc等参数仍需进一步改善;最后,采用MIM电容的立体叠层设计,进行工艺改进,利用low K材料SiN和SiO2介质也可以制造电容密度4fF/μm2的高密度MIM电容芯片,而且各项电性参数满足产品应用需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 RFID 概述
• 1.1.1 RFID 的历史演变
• 1.1.2 RFID 的应用前景
• 1.1.3 RFID 的分类
• 1.1.4 RFID 系统的组成
• 1.1.5 RFID 系统的工作原理
• 1.2 RFID 电容概述
• 1.2.1 RFID 电容结构及分类
• 1.2.2 RFID MIM 电容工艺简介
• 1.2.3 RFID MIM 电容的发展趋势
• 1.3 本文研究的目的与内容
• 2 0.13μM 高密度MIM 电容设计需求分析
• 2.1 实验方案设计
• 2.1.1 基于传统绝缘介质的MIM 电容实验方案
• 2.1.2 基于high K 绝缘介质的MIM 电容实验方案
• 2.1.3 基于传统绝缘介质的立体结构MIM 电容实验方案
• 2.2 实验设备与测试仪器
• 2.2.1 工艺设备介绍
• 2.2.2 测试设备与方法
• 2.3 实验结果评价标准
• 3 基于传统绝缘介质的MIM 电容实验方案
• 3.1 引言
• 2 绝缘介质MIM 电容研究'>3.2 PESiO₂ 绝缘介质MIM 电容研究
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 实验结果与分析
• 2/SIN 组合绝缘介质MIM 电容研究'>3.3 ALD SiO₂/SIN 组合绝缘介质MIM 电容研究
• 3.3.1 实验方法
• 3.3.2 实验结果与分析
• 3.4 小结
• 4 基于HIGH K 材料绝缘介质的MIM 电容研究
• 4.1 引言
• 2O₃和SiO₂ 组合绝缘介质MIM 电容的研究'>4.2 HIGH AL₂O₃和SiO₂ 组合绝缘介质MIM 电容的研究
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 实验结果与分析
• 2O₃和SiO₂ 改进组合MIM 电容研究'>4.3 HIGH K AL₂O₃和SiO₂ 改进组合MIM 电容研究
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.2 实验结果与分析
• 4.4 小结
• 5 基于传统绝缘介质材料的立体MIM 电容研究
• 5.1 引言
• 2组和绝缘介质立体MIM 电容的研究'>5.2 SiN／SiO₂组和绝缘介质立体MIM 电容的研究
• 5.2.1 实验方法
• 5.2.2 实验结果与分析
• 5.3 小结
• 6 本论文的总结与展望
• 6.1 本论文的总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文