等離子刻蝕是將電磁能量(通常為射頻(RF))施加到含有化學反應成分(如氟或氯)的氣體中實現。等離子會釋放帶正電的離子來撞擊晶圓以去除(刻蝕)材料,并和活性自由基產生化學反應,與刻蝕的材料反應形成揮發性或非揮發性的殘留物。離子電荷會以垂直方向射入晶圓表面。這樣會形成近乎垂直的刻蝕形貌,這種形貌是現今密集封裝芯片設計中制作細微特征所必需的。一般而言,高蝕速率(在一定時間內去除的材料量)都會受到歡迎。反應離子刻蝕(RIE)的目標是在物理刻蝕和化學刻蝕之間達到較佳平衡,使物理撞擊(刻蝕率)強度足以去除必要的材料,同時適當的化學反應能形成易于排出的揮發性殘留物或在剩余物上形成保護性沉積(選擇比和形貌控制)。采用磁場增強的RIE工藝,通過增加離子密度而不增加離子能量(可能會損失晶圓)的方式,改進了處理過程。 刻蝕技術可以實現不同材料的刻蝕,如硅、氮化硅、氧化鋁等。貴州硅材料刻蝕外協
刻蝕技術是一種重要的微納加工技術,可以在微米和納米尺度上制造高精度的結構和器件。在傳感器制造中,刻蝕技術被廣泛應用于制造微機電系統(MEMS)傳感器和光學傳感器等各種類型的傳感器。具體來說,刻蝕技術在傳感器制造中的應用包括以下幾個方面:1.制造微機電系統(MEMS)傳感器:MEMS傳感器是一種基于微機電系統技術制造的傳感器,可以實現高靈敏度、高分辨率和高可靠性的測量。刻蝕技術可以用于制造MEMS傳感器中的微結構和微器件,如微加速度計、微陀螺儀、微壓力傳感器等。2.制造光學傳感器:光學傳感器是一種利用光學原理進行測量的傳感器,可以實現高精度、高靈敏度的測量。刻蝕技術可以用于制造光學傳感器中的光學元件和微結構,如光柵、微透鏡、微鏡頭等。3.制造化學傳感器:化學傳感器是一種利用化學反應進行測量的傳感器,可以實現對各種化學物質的檢測和分析。刻蝕技術可以用于制造化學傳感器中的微通道和微反應器等微結構,以實現高靈敏度和高選擇性的檢測。深硅刻蝕刻蝕技術可以實現對材料的局部刻蝕,從而制造出具有特定形狀和功能的微納結構。
干刻蝕是一類較新型,但迅速為半導體工業所采用的技術,GaN材料刻蝕工藝。其利用電漿來進行半導體薄膜材料的刻蝕加工。其中電漿必須在真空度約10至0.001Torr的環境下,才有可能被激發出來;而干刻蝕采用的氣體,或轟擊質量頗巨,或化學活性極高,均能達成刻蝕的目的,GaN材料刻蝕工藝。干刻蝕基本上包括離子轟擊與化學反應兩部份刻蝕機制。偏「離子轟擊」效應者使用氬氣(argon),加工出來之邊緣側向侵蝕現象極微。而偏化學反應效應者則采氟系或氯系氣體(如四氟化碳CF4),經激發出來的電漿,即帶有氟或氯之離子團,可快速與芯片表面材質反應。刪轎厚干刻蝕法可直接利用光阻作刻蝕之阻絕遮幕,不必另行成長阻絕遮幕之半導體材料。而其較重要的優點,能兼顧邊緣側向侵蝕現象極微與高刻蝕率兩種優點,換言之,本技術中所謂活性離子刻蝕已足敷頁堡局滲次微米線寬制程技術的要求,而正被大量使用。
等離子刻蝕是將電磁能量(通常為射頻(RF))施加到含有化學反應成分(如氟或氯)的氣體中實現。等離子會釋放帶正電的離子來撞擊晶圓以去除(刻蝕)材料,并和活性自由基產生化學反應,與刻蝕的材料反應形成揮發性或非揮發性的殘留物。離子電荷會以垂直方向射入晶圓表面。這樣會形成近乎垂直的刻蝕形貌,這種形貌是現今密集封裝芯片設計中制作細微特征所必需的。一般而言,高蝕速率(在一定時間內去除的材料量)都會受到歡迎。反應離子刻蝕(RIE)的目標是在物理刻蝕和化學刻蝕之間達到較佳平衡,使物理撞擊(刻蝕率)強度足以去除必要的材料,同時適當的化學反應能形成易于排出的揮發性殘留物或在剩余物上形成保護性沉積(選擇比和形貌控制)。采用磁場增強的RIE工藝,通過增加離子密度而不增加離子能量(可能會損失晶圓)的方式,改進了處理過程。當需要處理多層薄膜時,以及刻蝕中必須精確停在某個特定薄膜層而不對其造成損傷時。刻蝕技術可以通過控制刻蝕條件來實現對材料表面形貌的調控,可以制造出不同形狀的器件。
早期的刻蝕技術為濕法刻蝕,是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液中進行腐蝕的技術。這個過程是純化學腐蝕的過程。濕法刻蝕具有良好的選擇性,例如實驗室經常采用磷酸來腐蝕鋁金屬化,而不會腐蝕金屬化層間的介質層材料;半導體制造過程中用調配后的氫氟酸(加入NH4F緩沖液)來腐蝕二氧化硅,而不會對光刻膠造成過量的傷害。隨著半導體特征尺寸的不斷減小,濕法刻蝕逐漸被一些干法刻蝕所替代。其原因在于濕法刻蝕是各向同性的,橫向刻蝕的寬度接近于縱向刻蝕的深度,因此會產生鉆蝕的現象,因此在小尺寸的制程中,濕法刻蝕的精度控制非常困難,并且可重復性差。化學刻蝕是利用化學反應來溶解材料表面的方法,適用于大多數材料。河南深硅刻蝕材料刻蝕外協
刻蝕技術可以通過選擇不同的刻蝕介質和條件來實現不同的刻蝕效果。貴州硅材料刻蝕外協
在等離子蝕刻工藝中,發生著許多的物理現象。當在腔體中使用電極或微波產生一個強電場的時候,這個電場會加速所有的自由電子并提高他們的內部能量(由于宇宙射線的原因,在任何環境中都會存在一些自由電子)。自由電子與氣體中的原子/分子發生撞擊,如果在碰撞過程中,電子傳遞了足夠的能量給原子/分子,就會發生電離現象,并且產生正離子和其他自由電子若碰撞傳遞的能量不足以激發電離現象則無法產生穩定且能發生反應的中性物當足夠的能量提供給系統,一個穩定的,氣相等離子體包含自由電子,正離子和反應中性物等離子蝕刻工藝中等離子體中的原子、分子離子、反應中性物通過物理和化學方式移除襯底表面的材料。純物理蝕刻采用強電場來加速正原子離子(通常使用重量較重,惰性的氬原子)朝向襯底,加速過程將能量傳遞給了離子,當它們撞擊到襯底表面時,內部的能量傳遞給襯底表面的原子,如果足夠的能量被傳遞,襯底表面的原子會被噴射到氣體中,較終被真空系統抽走。貴州硅材料刻蝕外協