中山GaN材料刻蚀 广东省科学院半导体研究所供应

介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀，如二氧化硅。干法刻蚀优点是：各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。缺点是：成本高，中山GaN材料刻蚀，设备复杂。干法刻蚀主要形式有纯化学过程（如屏蔽式，中山GaN材料刻蚀，下游式，桶式），纯物理过程（如离子铣），物理化学过程，常用的有反应离子刻蚀RIE，离子束辅助自由基刻蚀ICP等。干法刻蚀方式比较多，一般有：溅射与离子束铣蚀，等离子刻蚀（PlasmaEtching），高压等离子刻蚀，高密度等离子体（HDP）刻蚀，反应离子刻蚀（RIE）。另外，化学机械抛光CMP，中山GaN材料刻蚀，剥离技术等等也可看成是广义刻蚀的一些技术。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。中山GaN材料刻蚀

刻蚀也可以分成有图形刻蚀和无图形刻蚀。有图形刻蚀采用掩蔽层（有图形的光刻胶）来定义要刻蚀掉的表面材料区域，只有硅片上被选择的这一部分在刻蚀过程中刻掉。有图形刻蚀可用来在硅片上制作多种不同的特征图形，包括栅、金属互连线、通孔、接触孔和沟槽。无图形刻蚀、反刻或剥离是在整个硅片没有掩模的情况下进行的，这种刻蚀工艺用于剥离掩模层（如STI氮化硅剥离和用于制备晶体管注入侧墙的硅化物工艺后钛的剥离）。反刻是在想要把某一层膜的总的厚度减小时采用的（如当平坦化硅片表面时需要减小形貌特征）。中山GaN材料刻蚀湿法腐蚀仍然用来腐蚀硅片上某些层或用来去除干法刻蚀后的残留物。

刻蚀技术（etchingtechnique），是在半导体工艺，按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术。刻蚀技术不仅是半导体器件和集成电路的基本制造工艺，而且还应用于薄膜电路、印刷电路和其他微细图形的加工。刻蚀还可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。普通的刻蚀过程大致如下：先在表面涂敷一层光致抗蚀剂，然后透过掩模对抗蚀剂层进行选择性曝光，由于抗蚀剂层的已曝光部分和未曝光部分在显影液中溶解速度不同，经过显影后在衬底表面留下了抗蚀剂图形，以此为掩模就可对衬底表面进行选择性腐蚀。如果衬底表面存在介质或金属层，则选择腐蚀以后，图形就转移到介质或金属层上。

“刻蚀”指用化学和物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料，是晶圆制造中不可或缺的关键步骤。刻蚀技术按工艺可以分为湿法刻蚀与干法刻蚀，其中干法刻蚀是目前8英寸、12英寸先进制程中的主要刻蚀手段，干法刻蚀又多以“等离子体刻蚀”为主导。在刻蚀环节中，硅电极产生高电压，令刻蚀气体形成电离状态，其与芯片同时处于刻蚀设备的同一腔体中，并随着刻蚀进程而逐步被消耗，因此刻蚀电极也需要达到与晶圆一样的半导体级的纯度（11个9）。刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称。

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。刻蚀是按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性刻蚀的技术。中山GaN材料刻蚀

钝化层基本的刻蚀剂是氢氟酸，它有刻蚀二氧化硅而不伤及硅的优点。中山GaN材料刻蚀

在氧化物中开窗口的过程，可能导致氧化物—硅界面层附近的Si0处发生钻蚀。在极端情况下，可以导致氧化物层的脱落。在浅扩散高速晶体管的制造中有时会遇到这一问题。薄膜材料刻蚀所用的化学物与溶解这一类物体的材料是相同的，其作用是将材料转变成可溶性的盐或复合物。对于每种材料，都有多种刻蚀化学物可选用，它们的特性取决于膜的参数(如膜的微结构、疏松度和膜的形成过程)，同时也取决于所提供的前加工过程的性质。它一般有下述特点：(1)膜材料比相应的体材料更容易刻蚀。因此，必须用稀释的刻蚀剂，以便控制刻蚀速率。(2)受照射的膜一般将被迅速刻蚀。这种情况，包括离子注入的膜，电子束蒸发生成的膜，甚至前工序中曾在电子束蒸发环境中受照射的膜。而某些光刻胶受照射则属于例外，因为这是由于聚合作用而变得更难刻蚀的缘故。负性胶就是一例。(3)内应力大的膜将迅速被刻蚀。膜的应力通常由沉积温度、沉积技术和基片温度所控制。(4)微观结构差的薄膜，包括多孔膜和疏松结构的膜，将被迅速刻蚀。这样的膜，常可以通过高于生长温度的热处理使其致密化。中山GaN材料刻蚀

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