介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀,如二氧化硅。干法刻蚀优点是:各向异性好,选择比高,可控性、灵活性、重复性好,细线条操作安全,易实现自动化,无化学废液,处理过程未引入污染,洁净度高。缺点是:成本高,设备复杂。干法刻蚀主要形式有纯化学过程(如屏蔽式,下游式,桶式),纯物理过程(如离子铣),物理化学过程,常用的有反应离子刻蚀RIE,离子束辅助自由基刻蚀ICP等。干法刻蚀方式比较多,一般有:溅射与离子束铣蚀,等离子刻蚀(PlasmaEtching),高压等离子刻蚀,高密度等离子体(HDP)刻蚀,反应离子刻蚀(RIE)。另外,化学机械抛光CMP,剥离技术等等也可看成是广义刻蚀的一些技术。在激发状态,氟刻蚀二氧化硅,并将其转化为挥发性成分由真空系统排出。江苏GaN材料刻蚀代工
对于被刻蚀材料和掩蔽层材料(例如光刻胶)的选择比SR可通过下式计算:SR=Ef/Er;其中,Ef为被刻蚀材料的刻蚀速率,Er为掩蔽层材料的刻蚀速率(如光刻胶);根据这个公式,选择比通常表示为一个比值,一个选择比差的工艺这一比值可能是1:1,意味着被刻蚀的材料与光刻胶掩蔽层被去除地一样快,而一个选择比高的工艺这一比值可能是100:1,说明被刻蚀材料的刻蚀速率为不要被刻蚀材料的(如光刻胶)刻蚀速率的100倍。广东省科学院半导体研究所。江苏硅材料刻蚀版厂家刻蚀较简单较常用分类是:干法刻蚀和湿法刻蚀。
氮化硅的干法刻蚀S13N4在半导体工艺中主要用在两个地方。1、用做器件区的防止氧化保护层(厚约lOOnm)。2、作为器件的钝化保护层。在这两个地方刻蚀的图形尺寸都比较大,非等向的刻蚀就不那么重要了。刻蚀Si3N4时下方通常是厚约25nm的Si02,为了避免对Si02层的刻蚀,Si3N4与S102之间必须有一定的刻蚀选择比。S13N4的刻蚀基本上与Si02和Si类似,常用CF4+0等离子体来刻蚀。但是Si-N键强度介于Si-Si与Si-0之间,因此使Si3N4对Si或Si02的刻蚀选择比均不好。在CF4的等离子体中,Si对Si3N4的选择比约为8,而Si3N4对Si02的选择比只有2—3,在这么低的刻蚀选择比下,刻蚀时间的控制就变得非常重要。除了CF4外,也有人改用兰氟化氮(NF3)的等离子体来刻蚀Si3N4,虽然刻蚀速率较慢,但可获得可以接受的Si3N4/Si02的刻蚀选择比。
刻蚀较简单较常用分类是:干法刻蚀和湿法刻蚀。显而易见,它们的区别就在于湿法使用溶剂或溶液来进行刻蚀。湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应过程,是指利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的。其特点是:湿法刻蚀在半导体工艺中有着普遍应用:磨片、抛光、清洗、腐蚀。优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低。干法刻蚀种类比较多,包括光挥发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等。按照被刻蚀的材料类型来划分,干法刻蚀主要分成三种:金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀。等离子体刻蚀机要求相同的元素:化学刻蚀剂和能量源。
二氧化硅的干法刻蚀:刻蚀原理氧化物的等离子体刻蚀工艺大多采用含有氟碳化合物的气体进行刻蚀。使用的气体有四氟化碳(CF)、八氟丙烷(C,F8)、三氟甲烷(CHF3)等,常用的是CF和CHFCF的刻蚀速率比较高但对多晶硅的选择比不好,CHF3的聚合物生产速率较高,非等离子体状态下的氟碳化合物化学稳定性较高,且其化学键比SiF的化学键强,不会与硅或硅的氧化物反应。选择比的改变在当今半导体工艺中,Si02的干法刻蚀主要用于接触孔与金属间介电层连接洞的非等向性刻蚀方面。前者在S102下方的材料是Si,后者则是金属层,通常是TiN(氮化钛),因此在Si02的刻蚀中,Si07与Si或TiN的刻蚀选择比是一个比较重要的因素。介电刻蚀应用中通常使用含氟的化学物质。湖南深硅刻蚀材料刻蚀厂家
工艺所用化学物质取决于要刻蚀的薄膜类型。江苏GaN材料刻蚀代工
在Si片上形成具有垂直侧壁的高深宽比沟槽结构是制备先进MEMS器件的关键工艺,其各向异性刻蚀要求非常严格。高深宽比的干法刻蚀技术以其刻蚀速率快、各向异性较强、污染少等优点脱颖而出,成为MEMS器件加工的关键技术之一。BOSCH工艺,又名TMDE(Time Multiplexed Deep Etching)工艺,是一个刻蚀—钝化—刻蚀的循环过程,以达到对硅材料进行高深宽比、各向异性刻蚀的目的。 BOSCH工艺的原理是在反应腔室中轮流通入钝化气体C4F8与刻蚀气体SF6与样品进行反应,工艺的整个过程是淀积钝化层步骤与刻蚀步骤的反复交替。其中保护气体C4F8在高密度等离子体的作用下分解生成碳氟聚合物保护层,沉积在已经做好图形的样品表面。江苏GaN材料刻蚀代工
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