深硅刻蝕設(shè)備的關(guān)鍵硬件包括等離子體源、反應(yīng)室、電極、溫控系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氣體供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。等離子體源是產(chǎn)生高密度等離子體的裝置,常用的有感應(yīng)耦合等離子體(ICP)源和電容耦合等離子體(CCP)源。ICP源利用射頻電磁場激發(fā)等離子體,具有高密度、低壓力和低電勢等優(yōu)點,適用于高縱橫比結(jié)構(gòu)的制造。CCP源利用射頻電場激發(fā)等離子體,具有低成本、簡單結(jié)構(gòu)和易于控制等優(yōu)點,適用于低縱橫比結(jié)構(gòu)的制造。而反應(yīng)室是進行深硅刻蝕反應(yīng)的空間,通常由金屬或陶瓷等材料制成,具有良好的耐腐蝕性和導熱性。離子束蝕刻是氬離子以約1至3keV的離子束輻射到表面上。由于離子的能量,它們會撞擊表面的材料完成刻蝕。湖北氧化硅材料刻蝕技術(shù)
深硅刻蝕設(shè)備在生物醫(yī)學領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,主要用于制造生物芯片、微針、微梳等。其中,生物芯片是指用于實現(xiàn)生物分子的檢測、分離和分析的微型化平臺,如DNA芯片、蛋白質(zhì)芯片、細胞芯片等。深硅刻蝕設(shè)備在這些生物芯片中主要用于形成微陣列、微流道、微孔等結(jié)構(gòu)。微針是指用于實現(xiàn)無痛或低痛的皮下或肌肉注射的微小針頭,如固體微針、空心微針、溶解性微針等。深硅刻蝕設(shè)備在這些微針中主要用于形成錐形或柱形的針尖、藥物載體或通道等結(jié)構(gòu)。微梳是指用于實現(xiàn)毛發(fā)移植或毛發(fā)生長的微小梳子,如金屬微梳、聚合物微梳等。深硅刻蝕設(shè)備在這些微梳中主要用于形成細長或?qū)挶獾氖猃X、導電或絕緣的梳體等結(jié)構(gòu)。上海氧化硅材料刻蝕加工廠深硅刻蝕設(shè)備的主要性能指標有刻蝕速率,選擇性,各向異性,深寬比等。
濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當于加快擴散速度,增加反應(yīng)速度。當圖形尺寸大于3微米時,濕法刻蝕用于半導體生產(chǎn)的圖形化過程。濕法刻蝕具有非常好的選擇性和高刻蝕速率,這根據(jù)刻蝕劑的溫度和厚度而定。比如,氫氟酸(HF)刻蝕二氧化硅的速度很快,但如果單獨使用卻很難刻蝕硅。
各向異性:各向異性是指硅片上被刻蝕的結(jié)構(gòu)在垂直方向和水平方向上的刻蝕速率比,它反映了深硅刻蝕設(shè)備的刻蝕剖面和形狀。各向異性受到反應(yīng)室內(nèi)的偏置電壓、保護膜沉積等參數(shù)的影響,一般在10-100之間。各向異性越高,表示深硅刻蝕設(shè)備對硅片上結(jié)構(gòu)的垂直方向上的刻蝕能力越強,水平方向上的刻蝕能力越弱,刻蝕剖面和形狀越垂直或傾斜。刻蝕深寬比:是微機械加工工藝的一項重要工藝指標,表示為采用濕法或干法蝕刻基片過程中,縱向蝕刻深度和橫向侵蝕寬度的比值.采用刻蝕深寬比大的工藝就能夠加工較厚尺寸的敏感結(jié)構(gòu),增加高敏感質(zhì)量,提高器件的靈敏度和精度.目前采用干法刻蝕通常能達到80—100的刻蝕深寬比。電容耦合等離子體刻蝕常用于刻蝕電介質(zhì)等化學鍵能較大的材料,刻蝕速率較慢。
。ICP類型具有較高的刻蝕速率和均勻性,但由于離子束和自由基的比例難以控制,導致刻蝕的方向性和選擇性較差,以及扇形效應(yīng)較大等缺點;三是磁控增強反應(yīng)離子刻蝕(MERIE),該類型是指在RIE類型的基礎(chǔ)上,利用磁場增強等離子體的密度和均勻性,從而提高刻蝕速率和均勻性,同時降低離子束的能量和方向性,從而減少物理損傷和加熱效應(yīng),以及改善刻蝕的方向性和選擇性。MERIE類型具有較高的刻蝕速率、均勻性、方向性和選擇性,但由于磁場的存在,導致設(shè)備的結(jié)構(gòu)和控制較為復雜,以及磁場對樣品表面造成的影響難以預測等缺點。二氧化硅的濕法刻蝕可以使用氫氟酸(HF)作為刻蝕劑,通常在刻蝕溶液中加入氟化銨作為緩沖劑。湖北Si材料刻蝕加工廠商
深硅刻蝕設(shè)備在先進封裝中的主要應(yīng)用之二是SiP技術(shù),從而實現(xiàn)一個多功能或多模式的系統(tǒng)。湖北氧化硅材料刻蝕技術(shù)
磁存儲芯片制造中,離子束刻蝕的變革性價值在于解決磁隧道結(jié)側(cè)壁氧化的世界難題。通過開發(fā)動態(tài)傾角刻蝕工藝,在磁性多層膜加工中建立自保護界面機制,使關(guān)鍵的垂直磁各向異性保持完整。該技術(shù)創(chuàng)新性地利用離子束與材料表面的物理交互特性,在原子尺度維持鐵磁層電子自旋特性,為1Tb/in2超高密度存儲器掃清技術(shù)障礙,推動存算一體架構(gòu)進入商業(yè)化階段。離子束刻蝕重新定義紅外光學器件的性能極限,其多材料協(xié)同加工能力成功實現(xiàn)復雜膜系的微結(jié)構(gòu)控制。在導彈紅外導引頭制造中,該技術(shù)同步加工鍺硅交替層的光學結(jié)構(gòu),通過能帶工程原理優(yōu)化紅外波段的透射與反射特性。其突破性在于建立真空環(huán)境下的原子遷移模型,在直徑125mm的光學窗口上實現(xiàn)99%寬帶透射率,使導引頭在沙漠與極地的極端溫差環(huán)境中保持鎖定精度。湖北氧化硅材料刻蝕技術(shù)