贵州Si材料刻蚀技术 广东省科学院半导体研究所供应

在等离子蚀刻工艺中,发生着许多的物理现象。当在腔体中使用电极（DC或RF激发）或微波产生一个强电场,这个电场会加速所有的自由电子并提高他们的内部能量(由于宇宙射线的原因,在任何环境中都会存在一些自由电子)。自由电子与气体中的原子/分子发生撞击,如果在碰撞过程中,电子传递了足够的能量给原子/分子，贵州Si材料刻蚀技术,就会发生电离现象,并且产生正离子和其他自由电子若碰撞传递的能量不足以激发电离现象则无法产生稳定且能发生反应的中性物当足够的能量提供给系统,一个稳定的,气相等离子体包含自由电子,正离子和反应中性物等离子蚀刻工艺中等离子体中的原子、分子离子、反应中性物通过物理和化学方式移除衬底表面的材料，贵州Si材料刻蚀技术，贵州Si材料刻蚀技术。纯物理蚀刻采用强电场来加速正原子离子（通常使用重量较重,惰性的氩原子）朝向衬底，加速过程将能量传递给了离子,当它们撞击到衬底表面时,内部的能量传递给衬底表面的原子,如果足够的能量被传递,衬底表面的原子会被喷射到气体中,较终被真空系统抽走。刻蚀流片的速度与刻蚀速率密切相关喷淋流量的大小决定了基板表面药液置换速度的快慢。贵州Si材料刻蚀技术

铝膜湿法刻蚀：对于铝和铝合金层有选择性的刻蚀溶液是居于磷酸的。遗憾的是，铝和磷酸反应的副产物是微小的氢气泡。这些气泡附着在晶圆表面，并阻碍刻蚀反应。结果既可能产生导致相邻引线短路的铝桥连，又可能在表面形成不希望出现的雪球的铝点。特殊配方铝刻蚀溶液的使用缓解了这个问题。典型的活性溶液成分配比是：16：1：1：2。除了特殊配方外，典型的铝刻蚀工艺还会包含以搅拌或上下移动晶圆舟的搅动。有时超声波或兆频超声波也用来去除气泡。贵州Si材料刻蚀技术硅和金属刻蚀使用含氯成分的化学物质。

反应离子刻蚀（RIE）是当前常用技术路径，属于物理和化学混合刻蚀。在传统的反应离子刻蚀机中，进入反应室的气体会被分解电离为等离子体，等离子体由反应正离子、自由基、反应原子等组成。反应正离子会轰击硅片表面形成物理刻蚀，同时被轰击的硅片表面化学活性被提高，之后硅片会与自由基和反应原子形成化学刻蚀。这个过程中由于离子轰击带有方向性，RIE技术具有较好的各向异性。目前先进集成电路制造技术中用于刻蚀关键层的刻蚀方法是高密度等离子体刻蚀技术。传统的RIE系统难以使刻蚀物质进入高深宽比图形中并将残余生成物从中排出，因此不能满足0.25μm以下尺寸的加工要求，解决办法是增加等离子体的密度。高密度等离子体刻蚀技术主要分为电子回旋加速振荡（ECR）、电容或电感耦合等离子体（CCP/ICP）、双等离子体源等。

相比刻蚀用单晶硅材料，芯片用单晶硅材料是芯片等终端产品的原材料，市场更为广阔，国产替代的需求也十分旺盛。SEMI的统计显示，2018年全球半导体制造材料市场规模为322.38亿美元，其中硅材料的市场规模达到121.24亿美元，占比高达37.61%。刻蚀用单晶硅材料和芯片用单晶硅材料在制造环节上有诸多相似之处：积累的固液共存界面控制技术、热场尺寸优化工艺、多晶硅投料优化等工艺技术已经达到国际先进水平，为进入新赛道提供了产业技术和经验的支撑。介电刻蚀应用中通常使用含氟的化学物质。

理想情况下，晶圆所有点的刻蚀速率都一致（均匀）。晶圆不同点刻蚀速率不同的情况称为非均匀性（或者称为微负载），通常以百分比表示。减少非均匀性和微负载是刻蚀的重要目标。应用材料公司一直以来不断开发具有成本效益的创新解决方案，来应对不断变化的蚀刻难题。这些难题可能源自于器件尺寸的不断缩小；所用材料的变化（例如高k薄膜或多孔较低k介电薄膜）；器件架构多样化（例如FinFET和三维NAND晶体管）；以及新的封装方式（例如硅穿孔（TSV）技术）。刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。湖南Si材料刻蚀加工

刻蚀基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。贵州Si材料刻蚀技术

在GaN发光二极管器件制作过程中，刻蚀是一项很重要的工艺。ICP干法刻蚀常用在n型电极制作中，因为在蓝宝石衬底上生长LED，n型电极和P型电极位于同一侧，需要刻蚀露出n型层。ICP是近几年来很常用的一种离子体刻蚀技术，它在GaN的刻蚀中应用很普遍。ICP刻蚀具有等离子体密度和等离子体的轰击能量单独可控，低压强获得高密度等离子体，在保持高刻蚀速率的同事能够产生高的选择比和低损伤的刻蚀表面等优势。ICP（感应耦合等离子）刻蚀GaN是物料溅射和化学反应相结合的复杂过程。刻蚀GaN主要使用到氯气和三氯化硼，刻蚀过程中材料表面表面的Ga-N键在离子轰击下破裂，此为物理溅射，产生活性的Ga和N原子，氮原子相互结合容易析出氮气，Ga原子和Cl离子生成容易挥发的GaCl2或者GaCl3。贵州Si材料刻蚀技术

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