深硅刻蝕通是MEMS器件中重要的一環(huán),其中使用較廣的是Bosch工藝,Bosch工藝的基本原理是在刻蝕腔體內(nèi)循環(huán)通入SF6和C4F8氣體,SF6在工藝中作為刻蝕氣體,C4F8作為保護(hù)氣體,C4F8在腔體內(nèi)被激發(fā)會(huì)生成CF2-CF2高分子薄膜沉積在刻蝕區(qū)域,在SF6和RFPower的共同作用下,底部的刻蝕速率高于側(cè)壁,從而對側(cè)壁形成保護(hù),這樣便能實(shí)現(xiàn)高深寬比的硅刻蝕,通常深寬比能達(dá)到40:1。離子束蝕刻 (Ion beam etch) 是一種物理干法蝕刻工藝。由此,氬離子以約1至3keV的離子束輻射到表面上。氮化鎵是一種具有優(yōu)異的光電性能和高溫穩(wěn)定性的寬禁帶半導(dǎo)體材料。云南IBE材料刻蝕外協(xié)
深硅刻蝕設(shè)備的工藝參數(shù)是指影響深硅刻蝕反應(yīng)結(jié)果的各種因素,它包括以下幾個(gè)方面:一是氣體參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)氣相化學(xué)反應(yīng)和物理碰撞過程的因素,如氣體種類、氣體流量、氣體壓力等;二是電源參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)等離子體產(chǎn)生和加速過程的因素,如射頻功率、射頻頻率、偏置電壓等;三是時(shí)間參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)持續(xù)時(shí)間和循環(huán)次數(shù)的因素,如總時(shí)間、循環(huán)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)等;四是溫度參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)溫度分布和熱應(yīng)力產(chǎn)生的因素,如反應(yīng)室溫度、電極溫度、樣品溫度等;五是幾何參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)空間分布和方向性的因素,如樣品尺寸、樣品位置、樣品傾角等。天津金屬刻蝕材料刻蝕公司電容耦合等離子體刻蝕常用于刻蝕電介質(zhì)等化學(xué)鍵能較大的材料。
TSV制程的主要工藝流程包括以下幾個(gè)步驟:?深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)法形成通孔,通孔的直徑、深度、形狀和位置都需要精確控制;?化學(xué)氣相沉積(CVD)法沉積絕緣層,絕緣層的厚度、均勻性和質(zhì)量都需要滿足要求;?物理的氣相沉積(PVD)法沉積阻擋層和種子層,阻擋層和種子層的連續(xù)性、覆蓋率和粘合強(qiáng)度都需要保證;?電鍍法填充銅,銅填充的均勻性、完整性和缺陷都需要檢測;?化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法去除多余的銅,使表面平整;?晶圓減薄和鍵合,將含有TSV的晶圓與其他晶圓或基板進(jìn)行垂直堆疊。
深硅刻蝕設(shè)備的主要組成部分有以下幾個(gè):反應(yīng)室:反應(yīng)室是深硅刻蝕設(shè)備中進(jìn)行刻蝕反應(yīng)的空間,它由一個(gè)密封的金屬或石英容器和一個(gè)加熱系統(tǒng)組成。反應(yīng)室內(nèi)部有一個(gè)放置硅片的載臺(tái),載臺(tái)上有一個(gè)電極,可以通過射頻電源產(chǎn)生偏置電壓,加速等離子體中的離子對硅片進(jìn)行刻蝕。反應(yīng)室外部有一個(gè)感應(yīng)線圈,可以通過射頻電源產(chǎn)生高密度等離子體,提供刻蝕所需的活性物種。反應(yīng)室內(nèi)部還有一個(gè)氣路系統(tǒng),可以向反應(yīng)室內(nèi)送入不同的氣體,如SF6、C4F8、O2、N2等,控制刻蝕反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)。深硅刻蝕設(shè)備的控制策略是指用于實(shí)現(xiàn)深硅刻蝕設(shè)備各個(gè)部分的協(xié)調(diào)運(yùn)行和優(yōu)化性能的方法。
微流體器件是指用于實(shí)現(xiàn)微小液體或氣體的輸送、控制和分析的器件,如微閥門、微混合器、微反應(yīng)器等。深硅刻蝕設(shè)備在這些微流體器件中主要用于形成微通道、微孔洞、微隔膜等。光學(xué)開關(guān)是指用于實(shí)現(xiàn)光信號的開關(guān)或路由的器件,如數(shù)字光處理(DLP)芯片、液晶顯示(LCD)屏幕等。深硅刻蝕設(shè)備在這些光學(xué)開關(guān)中主要用于形成微鏡陣列、液晶單元等。深硅刻蝕設(shè)備在光電子領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,主要用于制造光纖通信、光存儲(chǔ)和光計(jì)算等方面的器件,如光波導(dǎo)、光調(diào)制器、光探測器等。深硅刻蝕設(shè)備的制程是指深硅刻蝕設(shè)備進(jìn)行深硅刻蝕反應(yīng)的過程。珠海感應(yīng)耦合等離子刻蝕材料刻蝕加工工廠
離子束刻蝕是超導(dǎo)量子比特器件實(shí)現(xiàn)原子級界面加工的主要技術(shù)。云南IBE材料刻蝕外協(xié)
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是刻蝕均勻性好,刻蝕側(cè)壁垂直,適合高分辨率和高深寬比的結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是刻蝕速率慢,選擇性低,設(shè)備復(fù)雜,成本高。混合法刻蝕:結(jié)合濕法和干法的優(yōu)勢,采用交替或同時(shí)進(jìn)行的濕法和干法刻蝕步驟,實(shí)現(xiàn)對氧化硅的高效、精確、可控的刻蝕。這種方法可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求,調(diào)節(jié)刻蝕參數(shù)和工藝條件,優(yōu)化刻蝕結(jié)果。氧化硅刻蝕制程在半導(dǎo)體制造中有著廣泛的應(yīng)用。例如:金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET):通過使用氧化硅刻蝕制程,在半導(dǎo)體襯底上形成柵極氧化層、源極/漏極區(qū)域、接觸孔等結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)MOSFET的功能;互連層:通過使用氧化硅刻蝕制程,在金屬層之間形成絕緣層、通孔、線路等結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)電路的互連。云南IBE材料刻蝕外協(xié)