感應(yīng)耦合等離子刻蝕(ICP)作為現(xiàn)代微納加工領(lǐng)域的中心技術(shù)之一,以其高精度、高效率和普遍的材料適應(yīng)性,在材料刻蝕領(lǐng)域占據(jù)重要地位。ICP刻蝕利用高頻電磁場(chǎng)激發(fā)產(chǎn)生的等離子體,通過物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)雙重機(jī)制,實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面的精確去除。這種技術(shù)不只適用于硅、氮化硅等傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料,還能有效刻蝕氮化鎵(GaN)、金剛石等硬質(zhì)材料,展現(xiàn)出極高的加工靈活性和材料兼容性。在MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))器件制造中,ICP刻蝕技術(shù)能夠精確控制微結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀和表面粗糙度,是實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性MEMS器件的關(guān)鍵工藝。此外,ICP刻蝕在三維集成電路、生物芯片等前沿領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大潛力,為微納技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新提供了有力支撐。GaN材料刻蝕為高性能微波功率器件提供了高性能材料。激光刻蝕炭材料
干法刻蝕也可以根據(jù)被刻蝕的材料類型來分類。按材料來分,刻蝕主要分成三種:金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕,如二氧化硅。接觸孔和通孔結(jié)構(gòu)的制作需要刻蝕介質(zhì),從而在ILD中刻蝕出窗口,而具有高深寬比(窗口的深與寬的比值)的窗口刻蝕具有一定的挑戰(zhàn)性。硅刻蝕(包括多晶硅)應(yīng)用于需要去除硅的場(chǎng)合,如刻蝕多晶硅晶體管柵和硅槽電容。金屬刻蝕主要是在金屬層上去掉鋁合金復(fù)合層,制作出互連線。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所氧化硅材料刻蝕加工平臺(tái)有圖形的光刻膠層在刻蝕中不受腐蝕源明顯的侵蝕。三明刻蝕外協(xié)氮化鎵材料刻蝕提高了LED芯片的性能。
在GaN發(fā)光二極管器件制作過程中,刻蝕是一項(xiàng)比較重要的工藝。ICP干法刻蝕常用在n型電極制作中,因?yàn)樵谒{(lán)寶石襯底上生長LED,n型電極和P型電極位于同一側(cè),需要刻蝕露出n型層。ICP是近幾年來比較常用的一種離子體刻蝕技術(shù),它在GaN的刻蝕中應(yīng)用比較普遍。ICP刻蝕具有等離子體密度和等離子體的轟擊能量單*可控,低壓強(qiáng)獲得高密度等離子體,在保持高刻蝕速率的同事能夠產(chǎn)生高的選擇比和低損傷的刻蝕表面等優(yōu)勢(shì)。ICP(感應(yīng)耦合等離子)刻蝕GaN是物料濺射和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的復(fù)雜過程??涛gGaN主要使用到氯氣和三氯化硼,刻蝕過程中材料表面表面的Ga-N鍵在離子轟擊下破裂,此為物理濺射,產(chǎn)生活性的Ga和N原子,氮原子相互結(jié)合容易析出氮?dú)?,Ga原子和Cl離子生成容易揮發(fā)的GaCl2或者GaCl3。
硅材料刻蝕是集成電路制造過程中的關(guān)鍵步驟之一,對(duì)于實(shí)現(xiàn)高性能、高集成度的電路結(jié)構(gòu)具有重要意義。在集成電路制造中,硅材料刻蝕技術(shù)被普遍應(yīng)用于制備晶體管、電容器等元件的溝道、電極等結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀對(duì)器件的性能具有重要影響。通過精確控制刻蝕深度和寬度,可以優(yōu)化器件的電氣性能,提高集成度和可靠性。此外,硅材料刻蝕技術(shù)還用于制備微小通道、精細(xì)圖案等復(fù)雜結(jié)構(gòu),為集成電路的微型化、集成化提供了有力支持。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,硅材料刻蝕技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和完善,如采用ICP刻蝕等新技術(shù),進(jìn)一步提高了刻蝕精度和加工效率,為集成電路的持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。GaN材料刻蝕為高頻電子器件提供了高性能材料。
氮化硅(SiN)材料因其優(yōu)異的物理和化學(xué)性能而在微電子器件中得到了普遍應(yīng)用。作為一種重要的介質(zhì)材料和保護(hù)層,氮化硅在器件的制造過程中需要進(jìn)行精確的刻蝕處理。氮化硅材料刻蝕技術(shù)包括濕法刻蝕和干法刻蝕兩大類。其中,干法刻蝕(如ICP刻蝕)因其高精度和可控性強(qiáng)而備受青睞。通過調(diào)整刻蝕工藝參數(shù)和選擇合適的刻蝕氣體,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氮化硅材料表面形貌的精確控制,如形成垂直側(cè)壁、斜面或復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)等。這些結(jié)構(gòu)對(duì)于提高微電子器件的性能和可靠性具有重要意義。此外,隨著新型刻蝕技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和應(yīng)用,氮化硅材料刻蝕技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善,為微電子器件的制造提供了更加靈活和高效的解決方案。感應(yīng)耦合等離子刻蝕在光學(xué)元件制造中有潛在應(yīng)用。三明刻蝕外協(xié)
氮化硅材料刻蝕提升了陶瓷材料的機(jī)械強(qiáng)度。激光刻蝕炭材料
MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))材料刻蝕是MEMS器件制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。由于MEMS器件通常具有微小的尺寸和復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu),因此需要采用高精度的刻蝕技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。常見的MEMS材料包括硅、氮化硅、金屬等,這些材料的刻蝕工藝需要滿足高精度、高均勻性和高選擇比的要求。在MEMS器件的制造中,通常采用化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理的氣相沉積(PVD)等技術(shù)制備材料層,然后通過濕法刻蝕或干法刻蝕(如ICP刻蝕)等工藝去除多余的材料。這些刻蝕工藝的選擇和優(yōu)化對(duì)于提高M(jìn)EMS器件的性能和可靠性至關(guān)重要。激光刻蝕炭材料