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半導體濕法技術有什么優勢

jf_01960162 ? 來源:jf_01960162 ? 作者:jf_01960162 ? 2024-03-12 10:46 ? 次閱讀

濕法蝕刻工藝的原理是使用化學溶液將固體材料轉化為液體化合物。選擇性非常高,

因為使用的化學品可以非常精確地適應單個薄膜。對于大多數解決方案,選擇性大于100:1。

批量蝕刻

在批量蝕刻中,可以同時蝕刻多個晶圓,過濾器和循環泵可防止顆粒到達晶圓。由于化學物質的濃度隨著每個處理過的晶圓而降低,因此必須經常更新。

蝕刻速率,換句話說,每次磨損,必須是眾所周知的,以確保可重復的過程。精確的回火是必不可少的,因為蝕刻速率會隨著溫度的升高而增加。

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杠桿可以在水平和垂直方向上傳送晶圓。晶片被蝕刻后,通過在單獨的槽中用水清洗來停止蝕刻過程。隨后在旋轉干燥器中除去水分。

批量蝕刻的優點是產量高且蝕刻工具結構簡單。但是,統一性較低。

噴涂蝕刻

噴霧蝕刻類似于光刻中的噴霧顯影。由于晶圓的旋轉同時穩定地更新蝕刻化學,均勻性非常好。由于旋轉速度快,氣泡不會出現,但是,每個晶圓都必須單獨處理。作為單晶圓工藝的替代方案,噴射蝕刻可以一次在多個晶圓上完成。在旋轉蝕刻機中,晶圓圍繞噴嘴放置并同心旋轉。之后,晶片在熱氮氣氛中干燥。

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硅的各向異性蝕刻

盡管液體中的分子可以向各個方向移動,但濕法蝕刻工藝可以產生幾乎各向異性的蝕刻輪廓。對于這種方法,利用了不同晶體方向上的不相等蝕刻速率。(100)和(110)取向晶面的蝕刻速度比(111)取向快得多。因此,可以制造“V”形溝槽(100 硅)或具有垂直側壁的溝槽。蝕刻使用鉀、蘇打或鋰堿液(KOH、NaOH、LiOH)或使用 EDP 稀釋液(水、吡嗪、兒茶酚和乙二胺的混合物)完成。

各向同性蝕刻用蝕刻液

所有不同的材料都有單獨的稀釋液。例如二氧化硅被氫氟酸(HF)蝕刻:SiO2+ 6HF → H2SiF6 + 2H2O 釋液用 NH 4F緩沖以保持HF的濃度(所謂的緩沖HF,BHF)。在 40% NH4F和49% HF(比率 10:1)的混合物中,熱氧化物的蝕刻速率為 50 nm/min。TEOS (CVD) 氧化物和PECVD 氧化物的蝕刻速度要快得多(分別為 150 nm/min 和 350 nm/min)。與晶體硅、氮化硅和多晶硅相比,選擇性遠大于 100:1。氮化硅被熱磷酸(H3PO4)蝕刻。與二氧化硅相比,選擇性較低 (10:1)。在多晶硅中,與氮化硅相比的選擇性主要由磷酸的濃度決定。

晶體或多晶硅首先用硝酸 (HNO3) 氧化,然后用 HF 蝕刻氧化物。 鋁可以在 60 °C 下用硝酸和磷酸的混合物蝕刻,鈦可以用氨水 (NH4OH)、過氧化氫(H2O2) 和水(比例為 1:3:5)的混合物蝕刻). 因為這種混合物也會腐蝕硅,所以它的壽命很短。

通常,濕法蝕刻適用于去除晶片的整個層。大多數材料的選擇性都非常高,因此不存在蝕刻錯誤薄膜的風險。此外蝕刻速率非常好,在浴蝕刻中一次可以處理許多晶圓。然而,對于小結構,不能使用濕法蝕刻,因為它的各向同性特性會導致掩模膜的橫向蝕刻。對于這種方法,通過具有各向異性蝕刻輪廓的干法蝕刻去除層。

審核編輯 黃宇

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