4.3學習筆記 刻蝕工藝


看了半天上周講的刻蝕工藝,整理幾個問題。

1、濕法刻蝕

濕法刻蝕比較早出現,利用液態的反應物來去掉特定的物質,一般是酸溶液,其實就是腐蝕掉一部分材料。

選擇性可以很好,但是各向異性會比較差。成本低且簡單,還可以很快(但控制性較弱)。

 

針對Si、二氧化硅、氮化硅、鋁等會有不同的溶液來做。

 

 

 

2、濕法刻蝕與硅晶向的關系

這里涉及到了反應的原理和硅的晶體結構,有點難了說實話。

 

 

3、大馬士革工藝

有時間詳細整理一下

 

4、干法刻蝕

 

干法刻蝕本質上還是化學刻蝕,干法這個名字很容易讓人以為是物理刻蝕,類似濺射一樣把材料打下來,但實際上一般不會這樣做刻蝕。因為雖然看似各向異性很強(其實並不一定很強),但損傷很大,且選擇性幾乎沒有。

干法刻蝕通俗來講其實是氣體刻蝕,用氣態反應物來反應掉材料。一般是利用等離子體來做,當然也可以不用等離子體,直接放氣體,但比較少見,且一般需要超高溫,對器件不好。所以只討論等離子體刻蝕。

 等離子干法刻蝕的機制是: 氣體成分有離子、分子、自由基,離子不參與反應,自由基活性很高。離子被電場加速,而中性粒子靠擴散。

實際上,由於是氣體刻蝕,反應物到達表面有不同的角度,因此傾向於各向同性。

 

5、IEE 離子增強刻蝕

RIE(活性離子刻蝕)是IEE的一種,應用廣泛,離子密度低,能量也低,離子是輔助作用。

由於側壁保護機制,會有很好的各向異性。

 

6、等離子刻蝕中能量和氣壓的關系

低壓環境會提升平均自由程,會使得粒子撞擊的能量和方向性都更好,但是選擇性變差,反應會變慢,因為低壓下離子密度也低。

高壓下,平均自由程更低,傾向於各項同性化學刻蝕。

結論是,低壓情況下,盡量提高離子密度。

 

因此會產生HDP系統(高等粒子密度刻蝕)

RIE中,想要大的離子密度,必也會導致大的離子能量。但是在HDP中,兩個量可以獨立調節,可以產生大的離子通量且不會能量過大,導致襯底損傷。

因此最終的結果是,我們產生的離子束有大的粒子通量,小的能量,同時整體的壓強很小。

 

HDP之所以與RIE不同,在設備上是因為HDP使用的是雙源,一個控制通量,一個控制加速。RIE為單源。

具體的ECR和ICP就先不說了。

 

7、總結

濕法刻蝕、等離子刻蝕、反應離子刻蝕、HDP、濺射 幾種方法

選擇性從高到低

能量從低到高

壓強從高到低

各向異性從低到高

 


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