河北Si材料刻蝕代工

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-10-26

等離子刻蝕是將電磁能量(通常為射頻(RF))施加到含有化學(xué)反應(yīng)成分(如氟或氯)的氣體中實(shí)現(xiàn)。等離子會(huì)釋放帶正電的離子來(lái)撞擊晶圓以去除(刻蝕)材料,并和活性自由基產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),與刻蝕的材料反應(yīng)形成揮發(fā)性或非揮發(fā)性的殘留物。離子電荷會(huì)以垂直方向射入晶圓表面。這樣會(huì)形成近乎垂直的刻蝕形貌,這種形貌是現(xiàn)今密集封裝芯片設(shè)計(jì)中制作細(xì)微特征所必需的。一般而言,高蝕速率(在一定時(shí)間內(nèi)去除的材料量)都會(huì)受到歡迎。反應(yīng)離子刻蝕(RIE)的目標(biāo)是在物理刻蝕和化學(xué)刻蝕之間達(dá)到較佳平衡,使物理撞擊(刻蝕率)強(qiáng)度足以去除必要的材料,同時(shí)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)能形成易于排出的揮發(fā)性殘留物或在剩余物上形成保護(hù)性沉積(選擇比和形貌控制)。采用磁場(chǎng)增強(qiáng)的RIE工藝,通過(guò)增加離子密度而不增加離子能量(可能會(huì)損失晶圓)的方式,改進(jìn)了處理過(guò)程。當(dāng)需要處理多層薄膜時(shí),以及刻蝕中必須精確停在某個(gè)特定薄膜層而不對(duì)其造成損傷時(shí)。刻蝕工藝:把未能被抗蝕劑掩蔽的薄膜層除去,從而在薄膜上得到與抗蝕劑膜上完全相同圖形的工藝。河北Si材料刻蝕代工

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等離子體刻蝕機(jī)要求相同的元素:化學(xué)刻蝕劑和能量源。物理上,等離子體刻蝕劑由反應(yīng)室、真空系統(tǒng)、氣體供應(yīng)、終點(diǎn)檢測(cè)和電源組成。晶圓被送入反應(yīng)室,并由真空系統(tǒng)把內(nèi)部壓力降低。在真空建立起來(lái)后,將反應(yīng)室內(nèi)充入反應(yīng)氣體。對(duì)于二氧化硅刻蝕,氣體一般使用CF4和氧的混合劑。電源通過(guò)在反應(yīng)室中的電極創(chuàng)造了一個(gè)射頻電場(chǎng)。能量場(chǎng)將混合氣體激發(fā)或等離子體狀態(tài)。在激發(fā)狀態(tài),氟刻蝕二氧化硅,并將其轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性成分由真空系統(tǒng)排出。ICP刻蝕設(shè)備能夠進(jìn)行(氮化鎵)、(氮化硅)、(氧化硅)、(鋁鎵氮)等半導(dǎo)體材料進(jìn)行刻蝕。吉林氧化硅材料刻蝕代工干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:可控性。

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刻蝕較簡(jiǎn)單較常用分類(lèi)是:干法刻蝕和濕法刻蝕。顯而易見(jiàn),它們的區(qū)別就在于濕法使用溶劑或溶液來(lái)進(jìn)行刻蝕。濕法刻蝕是一個(gè)純粹的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,是指利用溶液與預(yù)刻蝕材料之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而達(dá)到刻蝕目的。特點(diǎn)是:濕法刻蝕在半導(dǎo)體工藝中有著普遍應(yīng)用:磨片、拋光、清洗、腐蝕。優(yōu)點(diǎn)是選擇性好、重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低。干法刻蝕種類(lèi)比較多,包括光揮發(fā)、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等。按照被刻蝕的材料類(lèi)型來(lái)劃分,干法刻蝕主要分成三種:金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕和硅刻蝕。

在半導(dǎo)體制造中有兩種基本的刻蝕工藝:干法刻蝕和濕法腐蝕。干法刻蝕是把硅片表面曝露于氣態(tài)中產(chǎn)生的等離子體,等離子體通過(guò)光刻膠中開(kāi)出的窗口,與硅片發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)(或這兩種反應(yīng)),從而去掉曝露的表面材料。干法刻蝕是亞微米尺寸下刻蝕器件的較重要方法。而在濕法腐蝕中,液體化學(xué)試劑(如酸、堿和溶劑等)以化學(xué)方式去除硅片表面的材料。濕法腐蝕一般只是用在尺寸較大的情況下(大于3微米)。濕法腐蝕仍然用來(lái)腐蝕硅片上某些層或用來(lái)去除干法刻蝕后的殘留物。濕法刻蝕特點(diǎn)是:濕法刻蝕在半導(dǎo)體工藝中有著普遍應(yīng)用:磨片、拋光、清洗、腐蝕。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:無(wú)化學(xué)廢液。

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刻蝕也可以分成有圖形刻蝕和無(wú)圖形刻蝕。有圖形刻蝕采用掩蔽層(有圖形的光刻膠)來(lái)定義要刻蝕掉的表面材料區(qū)域,只有硅片上被選擇的這一部分在刻蝕過(guò)程中刻掉。有圖形刻蝕可用來(lái)在硅片上制作多種不同的特征圖形,包括柵、金屬互連線、通孔、接觸孔和溝槽。無(wú)圖形刻蝕、反刻或剝離是在整個(gè)硅片沒(méi)有掩模的情況下進(jìn)行的,這種刻蝕工藝用于剝離掩模層。反刻是在想要把某一層膜的總的厚度減小時(shí)采用的(如當(dāng)平坦化硅片表面時(shí)需要減小形貌特征)。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。同樣的刻蝕條件,針對(duì)不同的刻蝕暴露面積,刻蝕的速率會(huì)有所不一樣。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:處理過(guò)程未引入污染。江蘇半導(dǎo)體材料刻蝕加工廠

干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:細(xì)線條操作安全。河北Si材料刻蝕代工

在Si片上形成具有垂直側(cè)壁的高深寬比溝槽結(jié)構(gòu)是制備先進(jìn)MEMS器件的關(guān)鍵工藝,其各向異性刻蝕要求非常嚴(yán)格。高深寬比的干法刻蝕技術(shù)以其刻蝕速率快、各向異性較強(qiáng)、污染少等優(yōu)點(diǎn)脫穎而出,成為MEMS器件加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。BOSCH工藝,又名TMDE(TimeMultiplexedDeepEtching)工藝,是一個(gè)刻蝕一鈍化一刻蝕的循環(huán)過(guò)程,以達(dá)到對(duì)硅材料進(jìn)行高深寬比、各向異性刻蝕的目的。BOSCH工藝的原理是在反應(yīng)腔室中輪流通入鈍化氣體C4F8與刻蝕氣體SF6與樣品進(jìn)行反應(yīng),湖北硅材料刻蝕,工藝的整個(gè)過(guò)程是淀積鈍化層步驟與刻蝕步驟的反復(fù)交替,硅材料刻蝕。其中保護(hù)氣體C4F8在高密度等離子體的作用下分解生成碳氟聚合物保護(hù)層,沉積在已經(jīng)做好圖形的樣品表面。深硅刻蝕是MEMS器件制作當(dāng)中一個(gè)比較重要的工藝。河北Si材料刻蝕代工