微细加工和MEMS技术-张庆中-11-刻蚀.pptVIP

第 11 章 刻 蚀; 对刻蚀的要求; 钻蚀（undercut）现象;刻蚀技术; 11.1 湿法刻蚀 湿法刻蚀是一种纯粹的化学反应过程。 ; 常用腐蚀液举例 1、SiO2 腐蚀液 BHF：28 ml HF + 170 ml H2O + 113 g NH4F 2、Si 腐蚀液 Dash etch: 1 ml HF + 3 ml HNO3 + 10 ml CH3COOH Sirtl etch: 1 ml HF + 1 ml CrO3 ( 5 M 水溶液 ) Silver etch: 2 ml HF + 1 ml HNO3 + 2 ml AgNO3（0.65 M 水溶液），（用于检测外延层缺陷） Wright etch: 60 ml HF + 30 ml HNO3 + 60 ml CH3COOH + 60 ml H2O + 30 ml CrO3 ( 1g in 2 ml H2O ) + 2g (CuNO3)23H2O ，（此腐蚀液可长期保存） ; 3、Si3N4 腐蚀液 HF H3PO4 ( 140oC ~ 200oC ) 4、Al 腐蚀液 4 ml H3PO4 + 1ml HNO3 + 4 ml CH3COOH + 1ml H2O ， （35 nm/min） 0.1M K2Br4O7 + 0.51 M KOH + 0.6 M K3Fe(CN)6 ， （1 ?m/min ，腐蚀时不产生气泡） 5、Au 腐蚀液 王水：3 ml HCl + 1ml HNO3 ，（25 ~ 50 ?m/min） 4g KI +1g I + 40 ml H2O（0.5 ~ 1 ?m/min，不损伤光刻胶）; 11.3 干法刻蚀基本分类; 11.4 等离子体刻蚀; 刻蚀硅基材料时的刻蚀气体有 CF4、C2F6 和 SF6 等。其中最常用的是 CF4 。 ; 二、等离子体刻蚀反应器 1、圆筒式反应器 这种反应器最早被用于去胶，采用的刻蚀气体是 O2 。后来又利用 F 基气体来刻蚀硅基材料 。屏蔽筒的作用是避免晶片与等离子体接触而产生损伤，同时可使刻蚀均匀。; 典型工艺条件 射频频率：13.56 MHz 射频功率：300 ~ 600 W 工作气体： O2（去胶） F 基（刻蚀 Si、Poly-Si、Si3N4 等） F 基 + H2（刻蚀 SiO2 等） 气压（真空度）：0.1 ~ 10 Torr 分辨率：2 ?m ; 1、为各向同性腐蚀，存在侧向钻蚀，分辨率不高；; 2、平板式反应器; 非挥发性的反应产物在侧壁的淀积也可实现一定程度的各向异性刻蚀。; 典型工艺条件 射频频率：13.56 MHz 工作气体：F 基、Cl 基（可加少量 He、Ar、H2、O2 等） 气压：10-2 ~ 1 Torr 分辨率：0.5 ~ 1 ?m; 离子铣刻蚀 又称为 离子束溅射刻蚀。 ; 选择离子的原则 ; 2、要求入射离子对被刻蚀材料的影响尽量小 ; 相对溅射率：在单位离子束电流密度下，单位时间内加工表面的减薄量，记为; 溅射率与离子能量的关系; 　　 几种常用材料的相对溅射率 （条件：Ar+，1 kV，1mA/cm2，5×10-5 Torr，单位 nm/min） Si : 36， GaAs : 260， SiO2 (热氧化) : 42， Al : 44， Au : 1