干法刻蝕使用氣體作為主要刻蝕材料,不需要液體化學(xué)品沖洗。干法刻蝕主要分為等離子刻蝕,離子濺射刻蝕,反應(yīng)離子刻蝕三種,運(yùn)用在不同的工藝步驟中。等離子體刻蝕是將刻蝕氣體電離,產(chǎn)生帶電離子,分子,電子以及化學(xué)活性很強(qiáng)的原子(分子)團(tuán),然后原子(分子)團(tuán)會(huì)與待刻蝕材料反應(yīng),生成具有揮發(fā)性的物質(zhì),并被真空設(shè)備抽氣排出。根據(jù)產(chǎn)生等離子體方法的不同,干法刻蝕主要分為電容性等離子體刻蝕和電感性等離子體刻蝕。電容性等離子體刻蝕主要處理較硬的介質(zhì)材料,刻蝕高深寬比的通孔,接觸孔,溝道等微觀結(jié)構(gòu)。電感性等離子體刻蝕,主要處理較軟和較薄的材料。這兩種刻蝕設(shè)備涵蓋了主要的刻蝕應(yīng)用。三五族材料刻蝕常用的掩膜材料有光刻膠、金屬、氧化物、氮化物等。吉林Si材料刻蝕加工廠
深硅刻蝕設(shè)備的發(fā)展歷史是指深硅刻蝕設(shè)備從誕生到現(xiàn)在經(jīng)歷的各個(gè)階段和里程碑,它可以反映深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步和市場需求。以下是深硅刻蝕設(shè)備的發(fā)展歷史:一是誕生階段,即20世紀(jì)80年代到90年代初期,深硅刻蝕設(shè)備由于半導(dǎo)體工業(yè)對高縱橫比結(jié)構(gòu)的需求而被開發(fā)出來,采用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)技術(shù),但由于刻蝕速率低、選擇性差、方向性差等問題而無法滿足實(shí)際應(yīng)用;二是發(fā)展階段,即20世紀(jì)90年代中期到21世紀(jì)初期,深硅刻蝕設(shè)備由于MEMS工業(yè)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的需求而得到快速發(fā)展,先后出現(xiàn)了Bosch工藝和非Bosch工藝等技術(shù),提高了刻蝕速率、選擇性、方向性等性能,并廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域;三是成熟階段,即21世紀(jì)初期至今,深硅刻蝕設(shè)備由于光電子工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)工業(yè)對新型結(jié)構(gòu)的需求而進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段,不斷優(yōu)化工藝參數(shù)和控制策略,提高均勻性、精度、可靠性等性能,并開發(fā)新型氣體和功能模塊,以適應(yīng)不同應(yīng)用的需求。甘肅氮化鎵材料刻蝕平臺(tái)針對不同的應(yīng)用場景可以選擇不同的溶液對Si進(jìn)行濕法刻蝕。
深硅刻蝕設(shè)備的缺點(diǎn)是指深硅刻蝕設(shè)備相比于其他類型的硅刻蝕設(shè)備或其他類型的微納加工設(shè)備所存在的不足或問題,它可以展示深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)難點(diǎn)和改進(jìn)空間。以下是一些深硅刻蝕設(shè)備的缺點(diǎn):一是扇形效應(yīng),即由于Bosch工藝中交替進(jìn)行刻蝕和沉積步驟而導(dǎo)致特征壁上出現(xiàn)周期性變化的扇形結(jié)構(gòu),影響特征壁的平滑度和均勻性;二是荷載效應(yīng),即由于不同位置或不同時(shí)間等離子體密度不同而導(dǎo)致不同位置或不同時(shí)間去除速率不同,影響特征形狀和尺寸的一致性和穩(wěn)定性;三是表面粗糙度,即由于物理碰撞或化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致特征表面出現(xiàn)不平整或不規(guī)則的結(jié)構(gòu),影響特征表面的光滑度和清潔度;四是環(huán)境影響,即由于使用含氟或含氯等有害氣體而導(dǎo)致反應(yīng)室內(nèi)外產(chǎn)生有毒或有害的物質(zhì),影響深硅刻蝕設(shè)備的環(huán)境安全和健康;五是成本壓力,即由于深硅刻蝕設(shè)備的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高級技術(shù)和大量消耗而導(dǎo)致深硅刻蝕設(shè)備的制造成本和運(yùn)行成本較高,影響深硅刻蝕設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。
深硅刻蝕設(shè)備在先進(jìn)封裝中的主要應(yīng)用之二是SiP技術(shù),該技術(shù)是指在一個(gè)硅片上集成不同類型或不同功能的芯片或器件,從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)多功能或多模式的系統(tǒng)。SiP技術(shù)可以提高系統(tǒng)性能、降低系統(tǒng)成本、縮小系統(tǒng)尺寸和重量。深硅刻蝕設(shè)備在SiP技術(shù)中主要用于實(shí)現(xiàn)不同形狀或不同角度的槽道或凹槽刻蝕,以及后續(xù)的器件嵌入和連接等工藝。深硅刻蝕設(shè)備在SiP技術(shù)中的優(yōu)勢是可以實(shí)現(xiàn)高靈活性、高精度和高效率的刻蝕,以及多種氣體選擇和功能模塊集成。離子束刻蝕通過傾角控制技術(shù)解決磁存儲(chǔ)器件的界面退化難題。
離子束刻蝕技術(shù)通過惰性氣體離子對材料表面的物理轟擊實(shí)現(xiàn)原子級去除,其非化學(xué)反應(yīng)特性為敏感器件加工提供理想解決方案。該技術(shù)特有的方向性控制能力可精確調(diào)控離子入射角度,在量子材料表面形成接近垂直的納米結(jié)構(gòu)側(cè)壁。其真空加工環(huán)境完美規(guī)避化學(xué)反應(yīng)殘留物污染,保障超導(dǎo)量子比特的波函數(shù)完整性。在芯片制造領(lǐng)域,該技術(shù)已成為磁存儲(chǔ)器界面工程的選擇,通過獨(dú)特的能量梯度設(shè)計(jì)消除熱損傷,使新型自旋電子器件在納米尺度展現(xiàn)完美磁學(xué)特性。離子束刻蝕憑借物理濺射原理與精密束流控制,成為納米級各向異性加工的推薦技術(shù)。山東Si材料刻蝕加工廠
深硅刻蝕設(shè)備在射頻器件中主要用于形成高質(zhì)因子的諧振腔、高隔離度的開關(guān)結(jié)構(gòu)等。吉林Si材料刻蝕加工廠
各向異性:各向異性是指硅片上被刻蝕的結(jié)構(gòu)在垂直方向和水平方向上的刻蝕速率比,它反映了深硅刻蝕設(shè)備的刻蝕剖面和形狀。各向異性受到反應(yīng)室內(nèi)的偏置電壓、保護(hù)膜沉積等參數(shù)的影響,一般在10-100之間。各向異性越高,表示深硅刻蝕設(shè)備對硅片上結(jié)構(gòu)的垂直方向上的刻蝕能力越強(qiáng),水平方向上的刻蝕能力越弱,刻蝕剖面和形狀越垂直或傾斜??涛g深寬比:是微機(jī)械加工工藝的一項(xiàng)重要工藝指標(biāo),表示為采用濕法或干法蝕刻基片過程中,縱向蝕刻深度和橫向侵蝕寬度的比值.采用刻蝕深寬比大的工藝就能夠加工較厚尺寸的敏感結(jié)構(gòu),增加高敏感質(zhì)量,提高器件的靈敏度和精度.目前采用干法刻蝕通常能達(dá)到80—100的刻蝕深寬比。吉林Si材料刻蝕加工廠