深圳半导体材料刻蚀工艺 广东省科学院半导体研究所供应

等离子刻蚀是干法刻蚀中较常见的一种形式。一种或多种气体原子或分子混合于反应腔室中，在外部能量作用下（如射频、微波等）形成等离子体。其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成了等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面，深圳半导体材料刻蚀工艺。一个等离子体干法刻蚀系统基本部件包括：发生刻蚀反应的反应腔，深圳半导体材料刻蚀工艺、产生等离子体气的射频电源、气体流量控制系统、去除生成物的真空系统。刻蚀中会用到大量的化学气体，通常用氟刻蚀二氧化硅，氯和氟刻蚀铝，氯、氟和溴刻蚀硅，氧去除光刻胶。同样的刻蚀条件，深圳半导体材料刻蚀工艺，针对不同的刻蚀暴露面积，刻蚀的速率会有所不一样。深圳半导体材料刻蚀工艺

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。重庆MEMS材料刻蚀版厂家在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法腐蚀。

同样的刻蚀条件，针对不同的刻蚀暴露面积，刻蚀的速率会有所不一样。通常来说，刻蚀面积越大，刻蚀的速率越慢，暴露面积越小，刻蚀的速率越快。所以在速率调试的过程中，需要使用尺寸相当的样品进来调试，这样调试的刻蚀速率参考意义比较大。氮化硅湿法刻蚀：对于钝化层，另外一种受青睐的化合物是氮化硅。可以用液体化学的方法来刻蚀，但是不想其他层那样容易。使用的化学品是热磷酸。因酸液在此温度下会迅速蒸发，所以刻蚀要在一个装有冷却盖的密封回流容器中进行。主要问题是光刻胶层经不起刻蚀剂的温度和高刻蚀速率。因此，需要一层二氧化硅或其他材料来阻挡刻蚀剂。这两个因素已导致对于氮化硅使用干法刻蚀技术。

硅材料在MEMS器件当中是很重要的一种材料。在硅材料刻蚀当中，应用于医美方向的硅针刻蚀需要用到各向同性刻蚀，纵向和横向同时刻蚀，硅柱的刻蚀需要用到各项异性刻蚀，主要是在垂直方向刻蚀，而横向尽量少刻蚀。氮化镓基超表面结构当中，氮化镓材料的刻蚀需要使用氧化硅作为掩膜来刻蚀，而氧化硅的刻蚀需要使用Cr充当硬掩模。所以工艺当中，需要先在氮化镓表面使用PECVD沉积一层氧化硅，采用剥离的方法在氧化硅表面生长一层Cr，使用ICP设备依次刻蚀氧化硅和氮化镓。ICP刻蚀可以调节的刻蚀参数有：ICP 功率，功率值越大，等离子体密度越大，射频功率，功率值越大，等离子体能量越大，物理溅射加强。GaN的刻蚀一般是采用氯气和三氯化硼，气体比例的变化可以调节物理轰击和化学反应的平衡。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。

在等离子蚀刻工艺中,发生着许多的物理现象。当在腔体中使用电极（DC或RF激发）或微波产生一个强电场,这个电场会加速所有的自由电子并提高他们的内部能量(由于宇宙射线的原因,在任何环境中都会存在一些自由电子)。自由电子与气体中的原子/分子发生撞击,如果在碰撞过程中,电子传递了足够的能量给原子/分子,就会发生电离现象,并且产生正离子和其他自由电子若碰撞传递的能量不足以激发电离现象则无法产生稳定且能发生反应的中性物当足够的能量提供给系统,一个稳定的,气相等离子体包含自由电子,正离子和反应中性物等离子蚀刻工艺中等离子体中的原子、分子离子、反应中性物通过物理和化学方式移除衬底表面的材料。纯物理蚀刻采用强电场来加速正原子离子（通常使用重量较重,惰性的氩原子）朝向衬底，加速过程将能量传递给了离子,当它们撞击到衬底表面时,内部的能量传递给衬底表面的原子,如果足够的能量被传递,衬底表面的原子会被喷射到气体中,较终被真空系统抽走。减少非均匀性和微负载是刻蚀的重要目标。重庆MEMS材料刻蚀版厂家

二氧化硅的刻蚀，可以采用湿法腐蚀的方法来腐蚀，也可以采用ICP干法来刻蚀。深圳半导体材料刻蚀工艺

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