氮化硅(Si3N4)作為一種高性能的陶瓷材料,在微電子、光電子和生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有普遍應(yīng)用。然而,氮化硅的高硬度和化學(xué)穩(wěn)定性也給其刻蝕工藝帶來了巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的濕法刻蝕難以實(shí)現(xiàn)對氮化硅材料的有效刻蝕,而干法刻蝕技術(shù),尤其是ICP刻蝕技術(shù),則成為解決這一問題的關(guān)鍵。ICP刻蝕技術(shù)通過高能離子和電子的轟擊,結(jié)合特定的化學(xué)反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了對氮化硅材料的高效、精確刻蝕。然而,如何在保持高刻蝕速率的同時,減少對材料的損傷;如何在復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)精確的刻蝕控制等,仍是氮化硅材料刻蝕技術(shù)面臨的難題??蒲腥藛T正不斷探索新的刻蝕方法和工藝,以推動氮化硅材料刻蝕技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。氮化硅材料刻蝕在航空航天領(lǐng)域有重要應(yīng)用。河北MEMS材料刻蝕工藝
氮化鎵(GaN)材料刻蝕技術(shù)是GaN基器件制造中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。隨著GaN材料在功率電子器件、微波器件等領(lǐng)域的普遍應(yīng)用,對GaN材料刻蝕技術(shù)的要求也越來越高。感應(yīng)耦合等離子刻蝕(ICP)作為當(dāng)前比較先進(jìn)的干法刻蝕技術(shù)之一,在GaN材料刻蝕中展現(xiàn)出了卓著的性能。ICP刻蝕通過精確控制等離子體的參數(shù),可以在GaN材料表面實(shí)現(xiàn)高精度的加工,同時保持較高的加工效率。此外,ICP刻蝕還能有效減少材料表面的損傷和污染,提高器件的性能和可靠性。因此,ICP刻蝕技術(shù)已成為GaN材料刻蝕領(lǐng)域的主流選擇,為GaN基器件的制造提供了有力支持。佛山氮化硅材料刻蝕技術(shù)離子束濺射刻蝕是氬原子被離子化,并將晶圓表面轟擊掉一小部分。
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(yùn)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。
材料刻蝕技術(shù)作為連接基礎(chǔ)科學(xué)與工業(yè)應(yīng)用的橋梁,其重要性不言而喻。從早期的濕法刻蝕到現(xiàn)在的干法刻蝕,每一次技術(shù)的革新都推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。材料刻蝕技術(shù)不只為半導(dǎo)體工業(yè)、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域提供了有力支持,也為光學(xué)元件、生物醫(yī)療等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了廣闊空間。隨著科技的進(jìn)步和市場的不斷發(fā)展,材料刻蝕技術(shù)正向著更高精度、更低損傷和更環(huán)保的方向發(fā)展??蒲腥藛T不斷探索新的刻蝕機(jī)制和工藝參數(shù),以進(jìn)一步提高刻蝕精度和效率;同時,也注重環(huán)保和可持續(xù)性,致力于開發(fā)更加環(huán)保和可持續(xù)的刻蝕方案。這些努力將推動材料刻蝕技術(shù)從基礎(chǔ)科學(xué)向工業(yè)應(yīng)用的跨越,為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供有力支持。ICP刻蝕技術(shù)為半導(dǎo)體器件制造提供了高效加工方法。
。ICP類型具有較高的刻蝕速率和均勻性,但由于離子束和自由基的比例難以控制,導(dǎo)致刻蝕的方向性和選擇性較差,以及扇形效應(yīng)較大等缺點(diǎn);三是磁控增強(qiáng)反應(yīng)離子刻蝕(MERIE),該類型是指在RIE類型的基礎(chǔ)上,利用磁場增強(qiáng)等離子體的密度和均勻性,從而提高刻蝕速率和均勻性,同時降低離子束的能量和方向性,從而減少物理損傷和加熱效應(yīng),以及改善刻蝕的方向性和選擇性。MERIE類型具有較高的刻蝕速率、均勻性、方向性和選擇性,但由于磁場的存在,導(dǎo)致設(shè)備的結(jié)構(gòu)和控制較為復(fù)雜,以及磁場對樣品表面造成的影響難以預(yù)測等缺點(diǎn)。ICP刻蝕技術(shù)為半導(dǎo)體器件制造提供了高精度加工方案。深圳Si材料刻蝕公司
Si材料刻蝕用于制造高性能的功率集成電路。河北MEMS材料刻蝕工藝
隨著科技的不斷發(fā)展,材料刻蝕技術(shù)正面臨著越來越多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。一方面,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步,對材料刻蝕技術(shù)的精度、效率和選擇比的要求越來越高。另一方面,隨著新材料的不斷涌現(xiàn),如二維材料、拓?fù)浣^緣體等,對材料刻蝕技術(shù)也提出了新的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),材料刻蝕技術(shù)需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展。例如,開發(fā)更加高效的等離子體源、優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)條件、提高刻蝕過程的可控性等。此外,還需要關(guān)注刻蝕過程對環(huán)境的污染和對材料的損傷問題,探索更加環(huán)保和可持續(xù)的刻蝕方案。未來,材料刻蝕技術(shù)將在半導(dǎo)體制造、微納加工、新能源等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用,為科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新提供有力支持。河北MEMS材料刻蝕工藝