專利名稱：一種納米器件的內(nèi)應(yīng)力消除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子元器件組裝與加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種納米器件內(nèi)應(yīng)カ消除方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)カ是表征微電子薄膜質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)器件的可靠性、性能和エ藝成品率有著極其重要的影響。隨之量子點(diǎn)、量子線等納米器件的熱潮掀起，納米器件的應(yīng)カ分布研究更加引起了科研工作者和工程界的重視。隨著器件集成度的提高和新エ藝的應(yīng)用，應(yīng)カ對(duì)器件的影響越來(lái)越大。近幾年來(lái)， 材料應(yīng)カ的作用已成為國(guó)際上器件可靠性物理研究的重要領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)也已有應(yīng)力引起器件失效的報(bào)道。迫切需要開(kāi)展，介質(zhì)應(yīng)カ及其分布規(guī)律的研究。國(guó)際上對(duì)器件材料應(yīng)カ及其與器件性能關(guān)系的研究非常重視，各大半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家和儀器廠家都投入了較大的人力、物カ進(jìn)行研究，在器件材料應(yīng)カ的產(chǎn)生原理、測(cè)量方法、測(cè)量?jī)x器、材料應(yīng)カ的規(guī)律性研究等方面開(kāi)展了系統(tǒng)深入的工作，取得了豐富的成果。對(duì)器件材料應(yīng)カ的研究在80年代初國(guó)外就已有報(bào)道。自1986年美國(guó)AM D公司的J T Yue在16K SRAM器件中發(fā)現(xiàn)應(yīng)力誘生金屬化空洞失效的現(xiàn)象后，這ー領(lǐng)域的研究得到更大的重視。美國(guó)Ion System、FSM、Tencor等公司先后推出了應(yīng)カ測(cè)試儀，并在Intel、AMD、Motorola、Ti等公司投入實(shí)際應(yīng)用，在エ藝質(zhì)量監(jiān)控、提高工藝成品率和可靠性方面取得了明顯的效。國(guó)際科研領(lǐng)域中，對(duì)高集成度集成電路、集成器件組裝與性能的研究已經(jīng)開(kāi)展了非常多年的研究工作，但是高集成度元器件集成在一個(gè)芯片或者ー個(gè)小表面空間上時(shí)，器件表面高集成度的微小元器件的應(yīng)カ分布卻研究不多。而應(yīng)カ分布，對(duì)納米集成元器件的工作穩(wěn)定性較為重要，具有非常重要的科學(xué)和工程研究意義。如果相同的微型元器件集成在一個(gè)芯片上，而制備過(guò)程中如果芯片表面上各元件單元應(yīng)カ情況不同，則會(huì)因?yàn)閼?yīng)カ分布的不均勻造成元器件集成系統(tǒng)的工作狀況不穩(wěn)定。元器件熱應(yīng)カ分布的再調(diào)整エ藝，其發(fā)展趨勢(shì)必然是エ藝簡(jiǎn)單、效果明顯，并且成本低廉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種エ藝簡(jiǎn)單、效果明顯，并且成本低廉的納米集成元器件內(nèi)應(yīng)カ消除方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種納米器件的內(nèi)應(yīng)カ消除方法，將納米器件在熱處理設(shè)備中以2_8°C /min的速度升溫到100 500°C之間的某個(gè)溫度，保溫一段時(shí)間后，再隨熱處理設(shè)備環(huán)境緩慢降溫至
室溫，取出。作為ー種實(shí)施方式，可以以5°C /min的速度緩慢升溫到400°C，保溫l_2h，之后隨爐體降溫環(huán)境緩慢降溫至室溫。所述的熱處理設(shè)備為馬弗爐、管式爐或電阻爐。高集成度納米器件的內(nèi)應(yīng)カ消除方法可為科學(xué)家們探索微觀世界提供新的實(shí)驗(yàn)手段，應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛。這樣，就會(huì)使得微納米加工技術(shù)進(jìn)入更加人為可控設(shè)計(jì)與加工的程度。同時(shí)實(shí)現(xiàn)真正意義上的“納米熱處理技木”，并商業(yè)化。
具體實(shí)施例方式傳統(tǒng)金屬加工、冶金業(yè)去除材料和元器件內(nèi)應(yīng)カ的方法包括振動(dòng)時(shí)效去應(yīng)カ；加熱去應(yīng)力；長(zhǎng)久自然放置。相對(duì)傳統(tǒng)金屬加工業(yè)技術(shù)而言，微納尺度的高集成度元器件應(yīng)力分布無(wú)法采用振動(dòng)法(精密元器件不易受到較大振動(dòng)沖擊)和長(zhǎng)久放置法(嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度)。因此可將宏觀熱處理手段中的熱退火エ藝，做適當(dāng)調(diào)整后，引入高集成度微米、納米元器件芯片中，將會(huì)人為可控的調(diào)整系統(tǒng)的熱應(yīng)カ分布，以實(shí)現(xiàn)元器件集成系統(tǒng)的人為ニ次性能調(diào)整，讓高集成度的元器件可以在同一エ況條件下協(xié)調(diào)工作。元器件可以在熱處理設(shè)備箱式馬弗爐中，盡量集中至于馬弗爐溫度探測(cè)器下面恒溫區(qū)環(huán)境內(nèi)，以保障多個(gè)樣品處于相同熱處理工藝參數(shù)作用下。然后設(shè)備以5°C /min的速度緩慢升溫到400°C，保溫l_2h，之后隨爐體降溫環(huán)境緩慢降溫至室溫，取出樣品待用。這 時(shí)候，樣品表面的殘存內(nèi)應(yīng)カ會(huì)消失完全，實(shí)現(xiàn)元器件表面各高集成元件単元的均一エ況環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種納米器件的內(nèi)應(yīng)力消除方法，其特征在于，將納米器件在熱處理設(shè)備中以2-80C /min的速度升溫到100 500°C之間的某個(gè)溫度，保溫一段時(shí)間后，再隨熱處理設(shè)備環(huán)境緩慢降溫至室溫，取出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米器件的內(nèi)應(yīng)力消除方法，其特征在于，以5°C/min的速 度緩慢升溫到400°C，保溫l_2h，之后隨爐體降溫環(huán)境緩慢降溫至室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米器件的內(nèi)應(yīng)力消除方法，其特征在于，所述的熱處理設(shè)備為馬弗爐、管式爐或電阻爐。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子元器件組裝與加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米器件的內(nèi)應(yīng)力消除方法，將納米器件在熱處理設(shè)備中以2-8℃/min的速度升溫到100～500℃之間的某個(gè)溫度，保溫一段時(shí)間后，再隨熱處理設(shè)備環(huán)境緩慢降溫至室溫，取出。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、效果明顯，并且成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B82B3/00GK102807190SQ20121032864
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者鄒強(qiáng), 秦月辰, 劉文濤, 朱哲, 傅星, 馬建國(guó), 薛濤, 王慧, 帕提曼·托乎提 申請(qǐng)人:天津大學(xué)