珠海Si材料刻蝕技術

來源: 發(fā)布時間:2025-08-26

深硅刻蝕設備在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)領域也有著廣泛的應用,主要用于制作微流體器件、圖像傳感器、微針、微模具等。MEMS是一種利用微納米技術制造出具有機械、電子、光學、熱學、化學等功能的微型器件,它可以實現(xiàn)傳感、控制、驅(qū)動、處理等多種功能,廣泛應用于醫(yī)療、生物、環(huán)境、通信、能源等領域。MEMS的制作需要使用深硅刻蝕設備,在硅片上開出深度和高方面比的溝槽或孔,形成MEMS的結(jié)構(gòu)層,然后通過鍵合或釋放等工藝,完成MEMS的封裝或懸浮。MEMS結(jié)構(gòu)對深硅刻蝕設備提出了較高的刻蝕精度和均勻性的要求,同時也需要考慮刻蝕剖面和形狀的可控性和多樣性。離子束濺射刻蝕是氬原子被離子化,變?yōu)閹д姾傻母吣軤顟B(tài),會加速沖擊暴露的晶圓層。珠海Si材料刻蝕技術

珠海Si材料刻蝕技術,材料刻蝕

深硅刻蝕設備是一種用于在硅片上制作深度和高方面比的孔或溝槽的設備,它利用化學氣相沉積(CVD)和等離子體輔助刻蝕(PAE)的原理,交替進行刻蝕和保護膜沉積的循環(huán),形成垂直或傾斜的刻蝕剖面。深硅刻蝕設備在半導體、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)、光電子、生物醫(yī)學等領域有著廣泛的應用,如制作通孔硅(TSV)、微流體器件、圖像傳感器、微針、微模具等。深硅刻蝕設備的原理是基于博世(Bosch)過程或低溫(Cryogenic)過程,這兩種過程都是利用氟化物等離子體對硅進行刻蝕,并利用氟碳化合物等離子體對刻蝕壁進行保護膜沉積,從而實現(xiàn)高速、高選擇性和高各向異性的刻蝕。江蘇硅材料刻蝕廠家深硅刻蝕設備在半導體、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)、光電子、生物醫(yī)學等領域有著廣泛的應用。

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現(xiàn)代離子束刻蝕裝備融合等離子體物理與精密工程技術,其多極磁場約束系統(tǒng)實現(xiàn)束流精度質(zhì)的飛躍。在300mm晶圓量產(chǎn)中,創(chuàng)新七柵離子光學結(jié)構(gòu)與自適應控制算法完美配合,將刻蝕均勻性推至亞納米級別。突破性突破在于發(fā)展出晶圓溫度實時補償系統(tǒng),消除熱形變導致的圖形畸變,支撐半導體制造進入原子精度時代。離子束刻蝕在高級光學制造領域開創(chuàng)非接觸加工新范式,其納米級選擇性去除技術實現(xiàn)亞埃級面形精度。在極紫外光刻物鏡制造中,該技術成功應用駐留時間控制算法,將300mm非球面鏡的面形誤差控制在0.1nm以下。突破性在于建立大氣環(huán)境與真空環(huán)境的精度轉(zhuǎn)換模型,使光學系統(tǒng)波像差達到0.5nm極限,支撐3nm芯片制造的光學系統(tǒng)量產(chǎn)。

這種方法的優(yōu)點是刻蝕均勻性好,刻蝕側(cè)壁垂直,適合高分辨率和高深寬比的結(jié)構(gòu)。缺點是刻蝕速率慢,選擇性低,設備復雜,成本高?;旌戏涛g:結(jié)合濕法和干法的優(yōu)勢,采用交替或同時進行的濕法和干法刻蝕步驟,實現(xiàn)對氧化硅的高效、精確、可控的刻蝕。這種方法可以根據(jù)不同的應用需求,調(diào)節(jié)刻蝕參數(shù)和工藝條件,優(yōu)化刻蝕結(jié)果。氧化硅刻蝕制程在半導體制造中有著廣泛的應用。例如:金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET):通過使用氧化硅刻蝕制程,在半導體襯底上形成柵極氧化層、源極/漏極區(qū)域、接觸孔等結(jié)構(gòu),實現(xiàn)MOSFET的功能;互連層:通過使用氧化硅刻蝕制程,在金屬層之間形成絕緣層、通孔、線路等結(jié)構(gòu),實現(xiàn)電路的互連。氧化鎵刻蝕制程是一種在半導體制造中用于形成氧化鎵(Ga2O3)結(jié)構(gòu)的技術。

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。ICP類型具有較高的刻蝕速率和均勻性,但由于離子束和自由基的比例難以控制,導致刻蝕的方向性和選擇性較差,以及扇形效應較大等缺點;三是磁控增強反應離子刻蝕(MERIE),該類型是指在RIE類型的基礎上,利用磁場增強等離子體的密度和均勻性,從而提高刻蝕速率和均勻性,同時降低離子束的能量和方向性,從而減少物理損傷和加熱效應,以及改善刻蝕的方向性和選擇性。MERIE類型具有較高的刻蝕速率、均勻性、方向性和選擇性,但由于磁場的存在,導致設備的結(jié)構(gòu)和控制較為復雜,以及磁場對樣品表面造成的影響難以預測等缺點。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。四川Si材料刻蝕代工

硅濕法刻蝕相對于干法刻蝕是一種相對簡單且成本較低的方法,通常在室溫下使用液體刻蝕介質(zhì)進行。珠海Si材料刻蝕技術

TSV制程是目前半導體制造業(yè)中為先進的技術之一,已經(jīng)應用于很多產(chǎn)品生產(chǎn)。例如:CMOS圖像傳感器(CIS):通過使用TSV作為互連方式,可以實現(xiàn)背照式圖像傳感器(BSI)的設計,提高圖像質(zhì)量和感光效率;三維封裝(3Dpackage):通過使用TSV作為垂直互連方式,可以實現(xiàn)不同功能和材料的芯片堆疊,提高系統(tǒng)性能和集成度;高帶寬存儲器(HBM):通過使用TSV作為內(nèi)存模塊之間的互連方式,可以實現(xiàn)高密度、高速度、低功耗的存儲器解決方案。珠海Si材料刻蝕技術