深硅刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用,主要用于制作通孔硅(TSV)。TSV是一種垂直穿過芯片或晶圓的結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)芯片或晶圓之間的電氣連接,是一種先進(jìn)的封裝技術(shù),可以提高芯片或晶圓的集成度、性能和可靠性。TSV的制作需要使用深硅刻蝕設(shè)備,在芯片或晶圓上開出深度和高方面比的孔,并在孔壁上沉積絕緣層和導(dǎo)電層,形成TSV結(jié)構(gòu)。TSV結(jié)構(gòu)對深硅刻蝕設(shè)備提出了較高的要求。低溫過程采用較低的溫度(約-100攝氏度)和較長的循環(huán)時間(約幾十秒),形成較小的刻蝕速率和較平滑的壁紋理,適用于制作小尺寸和低深寬比的結(jié)構(gòu)三五族材料的干法刻蝕工藝需要根據(jù)不同的材料類型、結(jié)構(gòu)形式、器件要求等因素進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)節(jié)。山西MEMS材料刻蝕加工
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,可以分為以下幾種工藝類型:一是反應(yīng)離子刻蝕(RIE),該類型是指利用射頻(RF)電源產(chǎn)生平行于電極平面的電場,從而激發(fā)出具有較高能量和方向性的離子束,并與自由基共同作用于樣品表面進(jìn)行刻蝕。RIE類型具有較高的方向性和選擇性,但由于離子束對樣品表面造成較大的物理損傷和加熱效應(yīng),導(dǎo)致刻蝕速率較低、均勻性較差、荷載效應(yīng)較大等缺點;二是感應(yīng)耦合等離子體刻蝕(ICP),該類型是指利用射頻(RF)電源產(chǎn)生垂直于電極平面的電場,并通過感應(yīng)線圈或天線將電場耦合到反應(yīng)室內(nèi)部,從而激發(fā)出具有較高密度和均勻性的等離子體,并通過另一個射頻(RF)電源控制樣品表面的偏置電壓,從而調(diào)節(jié)離子束的能量和方向性,并與自由基共同作用于樣品表面進(jìn)行刻蝕。福建氧化硅材料刻蝕多少錢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。
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,兩個電極和等離子體構(gòu)成一個等效電容器。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電容性鞘層,而且鞘層的邊界是快速振蕩的。當(dāng)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(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。
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(hù)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(jī)械加工工藝的一項重要工藝指標(biāo),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(dá)到80—100的刻蝕深寬比。放電參數(shù)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。
深硅刻蝕設(shè)備的缺點是指深硅刻蝕設(shè)備相比于其他類型的硅刻蝕設(shè)備或其他類型的微納加工設(shè)備所存在的不足或問題,它可以展示深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)難點和改進(jìn)空間。以下是一些深硅刻蝕設(shè)備的缺點:一是扇形效應(yīng),即由于Bosch工藝中交替進(jìn)行刻蝕和沉積步驟而導(dǎo)致特征壁上出現(xiàn)周期性變化的扇形結(jié)構(gòu),影響特征壁的平滑度和均勻性;二是荷載效應(yīng),即由于不同位置或不同時間等離子體密度不同而導(dǎo)致不同位置或不同時間去除速率不同,影響特征形狀和尺寸的一致性和穩(wěn)定性;三是表面粗糙度,即由于物理碰撞或化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致特征表面出現(xiàn)不平整或不規(guī)則的結(jié)構(gòu),影響特征表面的光滑度和清潔度;四是環(huán)境影響,即由于使用含氟或含氯等有害氣體而導(dǎo)致反應(yīng)室內(nèi)外產(chǎn)生有毒或有害的物質(zhì),影響深硅刻蝕設(shè)備的環(huán)境安全和健康;五是成本壓力,即由于深硅刻蝕設(shè)備的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高級技術(shù)和大量消耗而導(dǎo)致深硅刻蝕設(shè)備的制造成本和運行成本較高,影響深硅刻蝕設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。針對不同的應(yīng)用場景可以選擇不同的溶液對Si進(jìn)行濕法刻蝕。天津MEMS材料刻蝕服務(wù)
離子束刻蝕通過動態(tài)角度控制技術(shù)實現(xiàn)磁性存儲器的界面優(yōu)化。山西MEMS材料刻蝕加工
TSV制程是目前半導(dǎo)體制造業(yè)中為先進(jìn)的技術(shù)之一,已經(jīng)應(yīng)用于很多產(chǎn)品生產(chǎn)。例如:CMOS圖像傳感器(CIS):通過使用TSV作為互連方式,可以實現(xiàn)背照式圖像傳感器(BSI)的設(shè)計,提高圖像質(zhì)量和感光效率;三維封裝(3Dpackage):通過使用TSV作為垂直互連方式,可以實現(xiàn)不同功能和材料的芯片堆疊,提高系統(tǒng)性能和集成度;高帶寬存儲器(HBM):通過使用TSV作為內(nèi)存模塊之間的互連方式,可以實現(xiàn)高密度、高速度、低功耗的存儲器解決方案。山西MEMS材料刻蝕加工