IBE材料刻蝕技術(shù)

來源: 發(fā)布時間:2025-08-26

深硅刻蝕設(shè)備在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)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(shù)制造出具有機(jī)械、電子、光學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)等功能的微型器件,它可以實(shí)現(xiàn)傳感、控制、驅(qū)動、處理等多種功能,廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、生物、環(huán)境、通信、能源等領(lǐng)域。MEMS的制作需要使用深硅刻蝕設(shè)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(shè)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。深硅刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用,主要用于制作通孔硅(TSV)。IBE材料刻蝕技術(shù)

IBE材料刻蝕技術(shù),材料刻蝕

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。湖北MEMS材料刻蝕加工平臺放電參數(shù)包括放電功率、放電頻率、放電壓力、放電時間等,它們直接影響著等離子體的密度、能量、溫度。

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這種方法的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是刻蝕速率慢,選擇性低,設(shè)備復(fù)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(jìn)行的濕法和干法刻蝕步驟,實(shí)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(yīng)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(dǎo)體制造中有著廣泛的應(yīng)用。例如:金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET):通過使用氧化硅刻蝕制程,在半導(dǎo)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(shí)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(shí)現(xiàn)電路的互連。

深硅刻蝕設(shè)備在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,主要用于制造傳感器、執(zhí)行器、微流體器件、光學(xué)開關(guān)等。其中,傳感器是指用于檢測物理量或化學(xué)量并將其轉(zhuǎn)換為電信號的器件,如加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等。深硅刻蝕設(shè)備在這些傳感器中主要用于形成懸臂梁、橋式結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)等。執(zhí)行器是指用于接收電信號并將其轉(zhuǎn)換為物理運(yùn)動或化學(xué)反應(yīng)的器件,如微鏡片、微噴嘴、微泵等。深硅刻蝕設(shè)備在這些執(zhí)行器中主要用于形成可動部件、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)等。氮化鎵是一種具有優(yōu)異的光電性能和高溫穩(wěn)定性的寬禁帶半導(dǎo)體材料。

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深硅刻蝕設(shè)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(shè)備,它利用化學(xué)氣相沉積(CVD)和等離子體輔助刻蝕(PAE)的原理,交替進(jìn)行刻蝕和保護(hù)膜沉積的循環(huán),形成垂直或傾斜的刻蝕剖面。深硅刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)、光電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(shè)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(jìn)行刻蝕,并利用氟碳化合物等離子體對刻蝕壁進(jìn)行保護(hù)膜沉積,從而實(shí)現(xiàn)高速、高選擇性和高各向異性的刻蝕。離子束刻蝕設(shè)備通過創(chuàng)新束流控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)晶圓級原子精度加工。河南氮化硅材料刻蝕技術(shù)

深硅刻蝕設(shè)備的原理是基于博世過程或低溫過程,利用氟化物等離子體對硅進(jìn)行刻蝕。IBE材料刻蝕技術(shù)

硅的酸性蝕刻液:Si與HNO3、HF的混合溶液發(fā)生反應(yīng),硅的堿性刻蝕液:氫氧化鉀、氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,晶片加工中,會用到強(qiáng)堿作表面腐蝕或減薄,器件生產(chǎn)中,則傾向于弱堿,如SC1清洗晶片或多晶硅表面顆粒,一部分機(jī)理是SC1中的NH4OH刻蝕硅,硅的均勻剝離,同時帶走表面顆粒。隨著器件尺寸縮減會引入很多新材料(如高介電常數(shù)和金屬柵極),那么在后柵極制程,多晶硅的去除常用氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,制程關(guān)鍵是控制溶液的溫度和濃度,以調(diào)整刻蝕對多晶硅和其他材料的選擇比。IBE材料刻蝕技術(shù)