放電參數包括放電功率、放電頻率、放電壓力、放電時間等,它們直接影響著等離子體的密度、能量、溫度。放電頻率越高,等離子體能量越低,刻蝕方向性越好;放電壓力越低,等離子體平均自由程越長,刻蝕方向性越好;放電時間越長,刻蝕深度越大,但也可能造成刻蝕副反應和表面損傷。半導體介質層是指在半導體器件中用于隔離、絕緣、保護或調節電場的非導電材料層,如氧化硅、氮化硅、氧化鋁等。這些材料具有較高的介電常數和較低的損耗,對半導體器件的性能和可靠性有重要影響。為了制備高性能的半導體器件,需要對半導體介質層進行精密的刻蝕處理,形成所需的結構和圖案。刻蝕是一種通過物理或化學手段去除材料表面或內部的一部分,以改變其形狀或性質的過程。刻蝕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反應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作用來去除材料的一種方法。深硅刻蝕設備在生物醫學領域也有著重要的應用,主要用于制造生物芯片、微針、微梳等。廣州氮化鎵材料刻蝕加工
深硅刻蝕通是MEMS器件中重要的一環,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循環通入SF6和C4F8氣體,SF6在工藝中作為刻蝕氣體,C4F8作為保護氣體,C4F8在腔體內被激發會生成CF2-CF2高分子薄膜沉積在刻蝕區域,在SF6和RFPower的共同作用下,底部的刻蝕速率高于側壁,從而對側壁形成保護,這樣便能實現高深寬比的硅刻蝕,通常深寬比能達到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。廣州氮化鎵材料刻蝕加工深硅刻蝕設備在光電子領域也有著重要的應用,制作光波導、光諧振器、光調制器等 。
深硅刻蝕設備的關鍵硬件包括等離子體源、反應室、電極、溫控系統、真空系統、氣體供給系統和控制系統等。等離子體源是產生高密度等離子體的裝置,常用的有感應耦合等離子體(ICP)源和電容耦合等離子體(CCP)源。ICP源利用射頻電磁場激發等離子體,具有高密度、低壓力和低電勢等優點,適用于高縱橫比結構的制造。CCP源利用射頻電場激發等離子體,具有低成本、簡單結構和易于控制等優點,適用于低縱橫比結構的制造。而反應室是進行深硅刻蝕反應的空間,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。
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行放電而生成的,兩個電極和等離子體構成一個等效電容器。這種放電是靠歐姆加熱和鞘層加熱機制來維持的。由于射頻電壓的引入,將在兩電極附近形成一個電容性鞘層,而且鞘層的邊界是快速振蕩的。當電子運動到鞘層邊界時,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等化學鍵能較大的材料,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生誘導磁場,誘導磁場產生誘導電場,反應腔中的電子在誘導電場中加速產生等離子體。通過這種方式產生的離子化率高,但是離子團均一性差,常用于刻蝕硅,金屬等化學鍵能較小的材料。電感耦合等離子體刻蝕設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。TSV制程是目前半導體制造業中先進的技術之一,已經應用于很多產品生產。
硅的酸性蝕刻液:Si與HNO3、HF的混合溶液發生反應,硅的堿性刻蝕液:氫氧化鉀、氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,晶片加工中,會用到強堿作表面腐蝕或減薄,器件生產中,則傾向于弱堿,如SC1清洗晶片或多晶硅表面顆粒,一部分機理是SC1中的NH4OH刻蝕硅,硅的均勻剝離,同時帶走表面顆粒。隨著器件尺寸縮減會引入很多新材料(如高介電常數和金屬柵極),那么在后柵極制程,多晶硅的去除常用氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,制程關鍵是控制溶液的溫度和濃度,以調整刻蝕對多晶硅和其他材料的選擇比。離子束刻蝕通過創新的深腔加工技術實現MEMS陀螺儀的性能躍升。湖南氮化硅材料刻蝕工藝
深硅刻蝕設備在微電子機械系統(MEMS)領域也有著廣泛的應用,主要用于制作微流體器件、圖像傳感器。廣州氮化鎵材料刻蝕加工
深硅刻蝕設備的控制策略是指用于實現深硅刻蝕設備各個部分的協調運行和優化性能的方法,它包括以下幾個方面:一是開環控制,即根據經驗或模擬選擇合適的工藝參數,并固定不變地進行深硅刻蝕反應,這種控制策略簡單易行,但缺乏實時反饋和自適應調節;二是閉環控制,即根據實時檢測的反應結果或狀態,動態地調整工藝參數,并進行深硅刻蝕反應,這種控制策略復雜靈活,但需要高精度的檢測和控制裝置;三是智能控制,即根據人工智能或機器學習等技術,自動地學習和優化工藝參數,并進行深硅刻蝕反應,這種控制策略高效先進,但需要大量的數據和算法支持。廣州氮化鎵材料刻蝕加工