三五族材料是指由第三、第五主族元素組成的半導(dǎo)體材料,如GaAs、InP、GaSb等。這些材料具有優(yōu)異的光電性能,廣泛應(yīng)用于微波、光電、太赫茲等領(lǐng)域。為了制備高性能的三五族器件,需要對三五族材料進(jìn)行精密的刻蝕處理,形成所需的結(jié)構(gòu)和圖案。刻蝕是一種通過物理或化學(xué)手段去除材料表面或內(nèi)部的一部分,以改變其形狀或性質(zhì)的過程??涛g可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩種。濕法刻蝕是指將材料浸入刻蝕液中,利用液體與固體之間的化學(xué)反應(yīng)來去除材料的一種方法。干法刻蝕是指利用高能粒子束(如離子束、等離子體、激光等)與固體之間的物理或化學(xué)作用來去除材料的一種方法。深硅刻蝕設(shè)備的未來展望是指深硅刻蝕設(shè)備在未來可能出現(xiàn)的新技術(shù)、新應(yīng)用和新挑戰(zhàn)。東莞Si材料刻蝕平臺
電容耦合等離子體刻蝕(CCP)是通過匹配器和隔直電容把射頻電壓加到兩塊平行平板電極上進(jìn)行放電而生成的,兩個(gè)電極和等離子體構(gòu)成一個(gè)等效電容器。這種放電是靠歐姆加熱和鞘層加熱機(jī)制來維持的。由于射頻電壓的引入,將在兩電極附近形成一個(gè)電容性鞘層,而且鞘層的邊界是快速振蕩的。當(dāng)電子運(yùn)動到鞘層邊界時(shí),將被這種快速移動的鞘層反射而獲得能量。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,刻蝕速率較慢。電感耦合等離子體刻蝕(ICP)的原理,是交流電流通過線圈產(chǎn)生誘導(dǎo)磁場,誘導(dǎo)磁場產(chǎn)生誘導(dǎo)電場,反應(yīng)腔中的電子在誘導(dǎo)電場中加速產(chǎn)生等離子體。通過這種方式產(chǎn)生的離子化率高,但是離子團(tuán)均一性差,常用于刻蝕硅,金屬等化學(xué)鍵能較小的材料。電感耦合等離子體刻蝕設(shè)備可以做到電場在水平和垂直方向上的控制,可以做到真正意義上的De-couple,控制plasma密度以及轟擊能量。深圳坪山反應(yīng)離子束刻蝕中性束刻蝕技術(shù)徹底突破先進(jìn)芯片介電層無損加工的技術(shù)瓶頸。
深硅刻蝕設(shè)備的主要性能指標(biāo)有以下幾個(gè):刻蝕速率:刻蝕速率是指單位時(shí)間內(nèi)硅片上被刻蝕掉的厚度,它反映了深硅刻蝕設(shè)備的生產(chǎn)效率和成本??涛g速率受到反應(yīng)室內(nèi)的壓力、溫度、氣體流量、電壓、電流等參數(shù)的影響,一般在0.5-10微米/分鐘之間。刻蝕速率越高,表示深硅刻蝕設(shè)備的生產(chǎn)效率越高,成本越低。選擇性:選擇性是指硅片上被刻蝕的材料與未被刻蝕的材料之間的刻蝕速率比,它反映了深硅刻蝕設(shè)備的刻蝕精度和質(zhì)量。選擇性受到反應(yīng)室內(nèi)的氣體種類、比例、化學(xué)性質(zhì)等參數(shù)的影響,一般在10-1000之間。選擇性越高,表示深硅刻蝕設(shè)備對硅片上不同材料的區(qū)分能力越強(qiáng),刻蝕精度和質(zhì)量越高。
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,載臺上有一個(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)。干法刻蝕設(shè)備根據(jù)不同的等離子體激發(fā)方式和刻蝕機(jī)理,可以分為幾種工藝類型。
深硅刻蝕設(shè)備在生物醫(yī)學(xué)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(shí)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(xì)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(shí)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(shí)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(xì)長或?qū)挶獾氖猃X、導(dǎo)電或絕緣的梳體等結(jié)構(gòu)。深硅刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)、光電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。重慶MEMS材料刻蝕技術(shù)
三五族材料是指由第三、第五主族元素組成的半導(dǎo)體材料,廣泛應(yīng)用于微波、光電、太赫茲等領(lǐng)域。東莞Si材料刻蝕平臺
MEMS慣性傳感器領(lǐng)域依賴離子束刻蝕實(shí)現(xiàn)性能突破,其創(chuàng)新的深寬比控制技術(shù)解決高精度陀螺儀制造的痛點(diǎn)。通過建立雙離子源協(xié)同作用機(jī)制,在硅基底加工出深寬比超過25:1的微柱陣列結(jié)構(gòu)。該工藝的重心突破在于發(fā)展出智能終端檢測系統(tǒng)與自補(bǔ)償算法,使諧振結(jié)構(gòu)的熱漂移系數(shù)降至十億分之一級別,為自動駕駛系統(tǒng)提供超越衛(wèi)星精度的慣性導(dǎo)航模塊。中性束刻蝕技術(shù)開啟介電材料加工新紀(jì)元,其獨(dú)特的粒子中性化機(jī)制徹底解決柵氧化層電荷損傷問題。在3nm邏輯芯片制造中,該技術(shù)創(chuàng)造性地保持原子級柵極界面完整性,使電子遷移率提升兩倍。主要技術(shù)突破在于發(fā)展出能量分散控制模塊,在納米鰭片加工中完美維持介電材料的晶體結(jié)構(gòu),為集成電路微縮提供原子級無損加工工藝路線。東莞Si材料刻蝕平臺