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等離子刻蝕的原理可以概括為以下幾個(gè)步驟:1、在低壓下,反應(yīng)氣體在射頻功率的激發(fā)下,產(chǎn)生電離并形成等離子體,等離子體是由帶電的電子和離子組成,反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下,除了轉(zhuǎn)變成離子外,還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)(Radicals)2、活性反應(yīng)基團(tuán)和被刻蝕物質(zhì)表面形成化學(xué)反應(yīng)并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物3、反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面,佛山GaN材料刻蝕版廠家,并被真空系統(tǒng)抽出腔體。在平行電極等離子體反應(yīng)腔體中,被刻蝕物是被置于面積較小的電極上,在這種情況,一個(gè)直流偏壓會(huì)在等離子體和該電極間形成,并使帶正電的反應(yīng)氣體離子加速撞擊被刻蝕物質(zhì)表面,這種離子轟擊可較大加快表面的化學(xué)反應(yīng),及反應(yīng)生成物的脫附,從而導(dǎo)致比較高的刻蝕速率,佛山GaN材料刻蝕版廠家,正是由于離子轟擊的存在才使得各向異性刻蝕得以實(shí)現(xiàn),佛山GaN材料刻蝕版廠家。晶圓不同點(diǎn)刻蝕速率不同的情況稱為非均勻性(或者稱為微負(fù)載),通常以百分比表示。佛山GaN材料刻蝕版廠家
反應(yīng)離子刻蝕(RIE)是當(dāng)前常用技術(shù)路徑,屬于物理和化學(xué)混合刻蝕。在傳統(tǒng)的反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中,進(jìn)入反應(yīng)室的氣體會(huì)被分解電離為等離子體,等離子體由反應(yīng)正離子、自由基、反應(yīng)原子等組成。反應(yīng)正離子會(huì)轟擊硅片表面形成物理刻蝕,同時(shí)被轟擊的硅片表面化學(xué)活性被提高,之后硅片會(huì)與自由基和反應(yīng)原子形成化學(xué)刻蝕。這個(gè)過程中由于離子轟擊帶有方向性,RIE技術(shù)具有較好的各向異性。目前先進(jìn)集成電路制造技術(shù)中用于刻蝕關(guān)鍵層的刻蝕方法是高密度等離子體刻蝕技術(shù)。傳統(tǒng)的RIE系統(tǒng)難以使刻蝕物質(zhì)進(jìn)入高深寬比圖形中并將殘余生成物從中排出,因此不能滿足0.25μm以下尺寸的加工要求,解決辦法是增加等離子體的密度。高密度等離子體刻蝕技術(shù)主要分為電子回旋加速振蕩(ECR)、電容或電感耦合等離子體(CCP/ICP)、雙等離子體源等。佛山GaN材料刻蝕版廠家為了復(fù)制硅片表面材料上的掩膜圖形,刻蝕必須滿足一些特殊的要求。
干法刻蝕是芯片制造領(lǐng)域較主要的表面材料去除方法,擁有更好的剖面控制。干刻蝕法按作用機(jī)理分為:物理刻蝕、化學(xué)刻蝕和物理化學(xué)綜合作用刻蝕。物理和化學(xué)綜合作用機(jī)理中,離子轟擊的物理過程可以通過濺射去除表面材料,具有比較強(qiáng)的方向性。離子轟擊可以改善化學(xué)刻蝕作用,使反應(yīng)元素與硅表面物質(zhì)反應(yīng)效率更高。綜合型干刻蝕法綜合離子濺射與表面反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),使刻蝕具有較好的選擇比和線寬控制。在集成電路制造過程中需要多種類型的干法刻蝕工藝,應(yīng)用涉及硅片上各種材料。被刻蝕材料主要包括介質(zhì)、硅和金屬等,通過與光刻、沉積等工藝多次配合可以形成完整的底層電路、柵極、絕緣層以及金屬通路等。
氮化硅的干法刻蝕S13N4在半導(dǎo)體工藝中主要用在兩個(gè)地方。1、用做器件區(qū)的防止氧化保護(hù)層(厚約lOOnm)。2、作為器件的鈍化保護(hù)層。在這兩個(gè)地方刻蝕的圖形尺寸都比較大,非等向的刻蝕就不那么重要了??涛gSi3N4時(shí)下方通常是厚約25nm的Si02,為了避免對(duì)Si02層的刻蝕,Si3N4與S102之間必須有一定的刻蝕選擇比。S13N4的刻蝕基本上與Si02和Si類似,常用CF4+0等離子體來刻蝕。但是Si-N鍵強(qiáng)度介于Si-Si與Si-0之間,因此使Si3N4對(duì)Si或Si02的刻蝕選擇比均不好。在CF4的等離子體中,Si對(duì)Si3N4的選擇比約為8,而Si3N4對(duì)Si02的選擇比只有2—3,在這么低的刻蝕選擇比下,刻蝕時(shí)間的控制就變得非常重要。除了CF4外,也有人改用蘭氟化氮(NF3)的等離子體來刻蝕Si3N4,雖然刻蝕速率較慢,但可獲得可以接受的Si3N4/Si02的刻蝕選擇比。濕法腐蝕仍然用來腐蝕硅片上某些層或用來去除干法刻蝕后的殘留物。
在氧化物中開窗口的過程,可能導(dǎo)致氧化物—硅界面層附近的Si0處發(fā)生鉆蝕。在極端情況下,可以導(dǎo)致氧化物層的脫落。在淺擴(kuò)散高速晶體管的制造中有時(shí)會(huì)遇到這一問題。薄膜材料刻蝕所用的化學(xué)物與溶解這一類物體的材料是相同的,其作用是將材料轉(zhuǎn)變成可溶性的鹽或復(fù)合物。對(duì)于每種材料,都有多種刻蝕化學(xué)物可選用,它們的特性取決于膜的參數(shù)(如膜的微結(jié)構(gòu)、疏松度和膜的形成過程),同時(shí)也取決于所提供的前加工過程的性質(zhì)。它一般有下述特點(diǎn):(1)膜材料比相應(yīng)的體材料更容易刻蝕。因此,必須用稀釋的刻蝕劑,以便控制刻蝕速率。(2)受照射的膜一般將被迅速刻蝕。這種情況,包括離子注入的膜,電子束蒸發(fā)生成的膜,甚至前工序中曾在電子束蒸發(fā)環(huán)境中受照射的膜。而某些光刻膠受照射則屬于例外,因?yàn)檫@是由于聚合作用而變得更難刻蝕的緣故。負(fù)性膠就是一例。(3)內(nèi)應(yīng)力大的膜將迅速被刻蝕。膜的應(yīng)力通常由沉積溫度、沉積技術(shù)和基片溫度所控制。(4)微觀結(jié)構(gòu)差的薄膜,包括多孔膜和疏松結(jié)構(gòu)的膜,將被迅速刻蝕。這樣的膜,??梢酝ㄟ^高于生長(zhǎng)溫度的熱處理使其致密化。干法刻蝕也可以根據(jù)被刻蝕的材料類型來分類,如刻蝕氮化鎵、氧化硅、氮化硅、鋁鎵氮等材料。佛山GaN材料刻蝕版廠家
深硅刻蝕是MEMS器件制作當(dāng)中一個(gè)很重要的工藝。佛山GaN材料刻蝕版廠家
典型的硅刻蝕是用含氮的物質(zhì)與氫氟酸的混合水溶液。這一配比規(guī)則在控制刻蝕中成為一個(gè)重要的因素。在一些比率上,刻蝕硅會(huì)有放熱反應(yīng)。加熱反應(yīng)所產(chǎn)生的熱可加速刻蝕反應(yīng),接下來又產(chǎn)生更多的熱,這樣進(jìn)行下去會(huì)導(dǎo)致工藝無法控制。有時(shí)醋酸和其他成分被混合進(jìn)來控制加熱反應(yīng)。一些器件要求在晶圓上刻蝕出槽或溝。刻蝕配方要進(jìn)行調(diào)整以使刻蝕速率依靠晶圓的取向。取向的晶圓以45°角刻蝕,取向的晶圓以“平”底刻蝕。其他取向的晶圓可以得到不同形狀的溝槽。多晶硅刻蝕也可用基本相同的規(guī)則。佛山GaN材料刻蝕版廠家
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所致力于電子元器件,是一家服務(wù)型公司。公司自成立以來,以質(zhì)量為發(fā)展,讓匠心彌散在每個(gè)細(xì)節(jié),公司旗下微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)深受客戶的喜愛。公司從事電子元器件多年,有著創(chuàng)新的設(shè)計(jì)、強(qiáng)大的技術(shù),還有一批**的專業(yè)化的隊(duì)伍,確保為客戶提供良好的產(chǎn)品及服務(wù)。廣東省半導(dǎo)體所秉承“客戶為尊、服務(wù)為榮、創(chuàng)意為先、技術(shù)為實(shí)”的經(jīng)營(yíng)理念,全力打造公司的重點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。
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