深槽隔离技术中硅的反应离子刻蚀

本文叙述了在反应离子刻蚀（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）系统中采用无碳含氟原子刻蚀气体（ＳＦ＿６，ＮＦ＿３）对硅的深槽刻蚀；分析了真空压力、射频功率、气体组合及其流量和电极温度对刻蚀速率、刻蚀剖面的影响；并根据实验结果，绘出了刻蚀速率与以上物理变量的函数关系曲线；得到刻蚀速率０．５～０．７μｍ／ｍｉｎ，糟宽≤５．０μｍ，深度大于６．０μｍ，横向腐蚀小于１．５μｍ的各向异性刻蚀剖面。本研究技术将应用于超高速ＥＣＬ分频器电路，双极高可靠抗辐射加固稳压器件和ＢｉＣＭＯＳ模拟电路的实际制作中。     

用于自对准Si MMIC的等平面深槽隔离工艺(英文)

研究了在自对准硅MMIC中等平面深槽隔离工艺的实现。该工艺包括如下过程:首先应用各向异性刻蚀的Bosch工艺刻蚀出用于隔离埋集电极的1.6μm宽、9μm深的隔离槽,接着对隔离槽通过热氧化二氧化硅、淀积氮化硅和多晶硅的形式进行填充,然后再采用高密度等离子体刻蚀设备对多晶硅进行反刻,其刻蚀时间通过终点检测系统来控制,最后再刻蚀出0.8μm深的有源区硅台面和采用1.5～1.6μm厚的氧化层对场区进行填充,藉此来保证隔离槽和有源区处于同一个平面上。此深槽隔离工艺与目前的多层金金属化系统兼容,且该工艺不会造成明显的硅有源区台面缺陷,测试结果表明:在15 V下的集电极-集电极漏电流仅为10 nA,该值远低于全氧化填充隔离槽工艺的5μA。     

基于体硅MEMS技术的悬浮微结构加工工艺研究

针对体硅MEMS加工技术的特点,确定了悬浮微结构的加工工艺流程,并对加工过程中的硅基深槽腐蚀工艺和ICP刻蚀工艺这两项关键技术及其中的重要影响因素进行了研究,得到了硅基深槽腐蚀的溶液类型、浓度和温度等工艺参数,以及ICP刻蚀工艺的功率、气体流量等工艺参数。根据优化的工艺参数,采用厚度为400μm的N型<100>硅片加工了外形尺寸为3 mm×3 mm、线宽尺寸为100±2μm、硅槽深度为390±2μm的悬浮微结构样件。     

一种新的硅深槽刻蚀技术研究

本文报告了一种获得侧壁陡直的硅深槽新技术．实验中采用一种新材料──氮化锆（ＺｒＮ）作为反应离子刻蚀的掩模，所需掩模厚度约５００．采用氟基气体ＳＦ６作为刻蚀气体，并附加Ａｒ和Ｏ２，这样刻蚀过程中在槽的侧壁会形成氧化硅作为阻挡刻蚀层，结果得到了深约６μｍ，侧壁垂直接近９０°的硅深槽．     

ICP硅深槽刻蚀技术研究

介绍电感耦合等离子刻蚀（ICP）技术的基本概念,并结合英国STS公司高密度反应离子刻蚀机的刻蚀机理及刻蚀过程,对硅深槽刻蚀技术进行分析和研究,总结出满足不同工艺要求的硅深槽刻蚀方案。     

消除硅通孔侧壁刻蚀损伤的方法

硅通孔刻蚀是TSV技术的重要工序步骤,采用标准博世（Bosch）工艺刻蚀硅通孔（宽为150μm）,发现硅通孔侧壁出现多处刻蚀损伤。通过优化Bosch工艺参数增加沉积保护,消除了硅通孔侧壁刻蚀损伤问题,通孔开口差值,即通孔下开口宽度与通孔上开口宽度的差,从原来的22μm减小到13μm。利用优化后的工艺配方对硅通孔和硅腔(宽为1 500μm)同时进行刻蚀时,发现硅腔刻蚀后会产生硅针,不能应用到实际生产。经过多轮次Bosch工艺参数调整,把Bosch工艺沉积步骤的偏置功率设置为10 W,同时解决了硅通孔侧壁刻蚀损伤和硅腔刻蚀出现硅针问题,最终成功应用到MEMS环形器系列产品当中。     

用深反应离子刻蚀和介质填充技术制造具有高深宽比的超深电隔离槽

提出了一种利用深反应离子刻蚀(DRIE)和电介质填充方法来制造具有高深宽比的深电学隔离槽的新型技术.还详细讨论了DRIE刻蚀参数与深槽侧壁形状之间的关系,并作了理论上的阐述.采用经过参数优化的DRIE刻蚀深硅槽,并用反应离子刻蚀(RIE)对深槽开口形状进行修正,制造了具有理想侧壁形状的深槽,利于介质的完全填充,避免产生空洞.电隔离槽宽5μm,深92μm,侧壁上有0.5μm厚的氧化层作为电隔离材料.I-V测试结果表明该隔离结构具有很好的电绝缘特性:0～100V偏压范围内,电阻大于1011Ω,击穿电压大于100V.电隔离深槽被首次应用于体硅集成微机械陀螺仪上的微机械结构与电路之间的电气隔离与机械连接,该陀螺的性能得到了显著提高.     

1兆位电路接触孔／通孔的刻蚀研究

本文详细阐述了１兆位电路接触孔／通孔全干法终点监控刻蚀工艺及后处理技术。扫描电镜分析表明，经该技术刻蚀后的接触孔／通孔底部条宽损失小于０．１μｍ，侧壁过渡平缓，有利于金属的覆盖。     

MEMS THz滤波器的制作工艺

基于MEMS技术制作了太赫兹(THz)滤波器样品,研究了制作滤波器的工艺流程方案,其关键工艺技术包括硅深槽刻蚀技术、深槽结构的表面金属化技术、阳极键合和金-硅共晶键合技术。采用4μm的热氧化硅层作刻蚀掩膜,成功完成了800μm的深槽硅干法刻蚀;采用基片倾斜放置、多次离子束溅射和电镀加厚的方法完成了深槽结构的表面金属化,内部金属层厚度为3~5μm;用硅-玻璃阳极键合技术和金-硅共晶键合技术实现了三层结构、四面封闭的波导滤波器样品加工。测试结果表明,研制的滤波器样品中心频率138GHz,带宽15GHz,插损小于3dB。     

用于MEMS的硅湿法深槽刻蚀技术研究

针对用于MEMS的硅湿法深槽刻蚀技术,对KOH腐蚀液的配方、掩蔽技术等关键技术进行了研究,获得了优化的KOH腐蚀条件;利用该技术,成功地刻蚀出深度高达315μm、保护区域完好的深槽。为硅基MEMS体加工获得微机械结构提供了一个好方法。     

高深宽比深隔离槽的刻蚀技术研究

体硅集成MEMS器件中的一个非常重要的技术就是微结构与电路部分的电隔离和互连。由于体硅工艺与传统CMOS工艺不兼容 ,所以形成高深宽比的深隔离槽 (宽约 3μm ,深 2 0～ 10 0μm)是体硅集成中急待解决的工艺难题。本文采用MEMS微加工的DRIE (DeepReactiveIonEtching)技术、热氧化技术和多晶硅填充技术 ,形成了高深宽比的深电隔离槽 (宽 3.6 μm ,深 85μm)。还提出了一种改变深槽形状的方法 ,使深槽的开口变大 ,以利于多晶硅的填充 ,避免了空洞的产生     

高深宽比深隔离槽的刻蚀技术研究

体硅集成MEMS器件中的一个非常重要的技术就是微结构与电路部分的电隔离和互连。由于体硅工艺与传统CMOS工艺不兼容，所以形成高深宽比的深隔离槽(宽约3μm，深20～100μm)是体硅集成中急待解决的工艺难题。本文采用MEMS微加工的DRIE(Deep Reactive Ion Etclaing)技术、热氧化技术和多晶硅填充技术，形成了高深宽比的深电隔离槽(宽3．6μm，深85μm)。还提出了一种改变深槽形状的方法，使深槽的开口变大，以利于多晶硅的填充，避免了空洞的产生。     

沟槽肖特基器件Si深槽刻蚀工艺

深硅刻蚀工艺是制造沟槽肖特基器件的关键技术.Si深槽的深度影响肖特基反向击穿电压,深槽的垂直度影响多晶Si回填效果,侧壁平滑度及深槽底部长草现象对器件的耐压性能影响显著.采用SF6/O2常温刻蚀工艺刻蚀Si深槽.研究了工艺压力、线圈功率、SF6/O2比例以及下电极功率等参数对沟槽深度均匀性和垂直度的影响.得到了使Si深槽形貌为槽口宽度略大于槽底,侧壁光滑,且沟槽深度均匀性为2.3％左右的工艺条件.利用该刻蚀工艺可实现沟槽多晶Si无缝回填.该工艺条件成功应用于沟槽肖特基器件制作中,反向击穿电压达到58 V,反向电压通48 V,漏电流为11.2 μA,良率达到97.55％.     

SF_6／CCl_2F_2反应离子深刻蚀硅中加O_2的研究

用ＳＦ＿６／ＣＣｌ＿２Ｆ＿２加Ｏ＿２混合气体，在普通的平板型反应离子刻蚀机上，进行了深刻蚀硅的研究。当掩膜厚度约１２０ｎｍ－１５０ｎｍ的Ｃｒ薄膜时，研究了Ｏ＿２在混合气体中的比例对刻蚀形貌和刻蚀速率的影响。用获得的各向异性刻蚀工艺，己刻蚀出高度为１０μｍ的硅台阶，台阶倾角小于５°，横向腐蚀约为０．５μｍ，刻蚀表面粗糙度约１０％。     

2～3μm AlSi的反应离子刻蚀及实用化技术研究

在Ｔｅｇａｌ１５１２ｅ反应离子刻蚀（ＲＩＥ）设备上，利用Ｃｌ＿２、ＳｉＣｌ＿４为主要刻蚀气体进行了Ａｌ－Ｓｉ１．２％的反应离子刻蚀，研究了各参数对刻蚀结果的影响。在此基础上，本文着重围绕线宽控制和后处理等关键性问题进行了实用化应用研究，并得到了最佳的刻蚀程序。最小加工线条宽度达到１．５μｍ，实用达２～３μｍ，体刻蚀率大于１μｍ／ｍｉｎ，均匀性小于±５％，线宽损失小于１０％，对热氧化ＳｉＯ＿２和ＡＥ１４５０Ｊ正性抗蚀剂的刻蚀选择比分别达８：１和３：１。此技术已用于多种多批量电路的制作工艺之中，效果良好。     

大面积平坦金刚石薄膜的制备和图形化

采用直拉热丝ＣＶＤ法沉积了面积３ 英寸的金刚石薄膜。硅衬底在沉积前采用０－５ ～１μｍ 金刚石微粉研磨,使成核密度达１０１０ 个／ｃｍ２ 以上,同时调整沉积工艺,特别是降低沉积气压至０－５ ～１－５ｋＰａ,促进了金刚石的二次成核,使薄膜变得十分平坦,当薄膜厚度为５μｍ 时,表面粗糙度Ｒａ 仅为６０ｎｍ 左右。另外,以铝作为保护膜,用氧离子束刻蚀金刚石薄膜,得到宽度为３ ～５μｍ 的精细金刚石薄膜图形。     

AlSiCu反应离子刻蚀技术

在Ｔｅｇａｌ１５１２ｅ反应离子刻蚀（ＲＩＥ）设备上，利用Ｃｌ＿２和ＳｉＣｌ＿４为主要刻蚀气体，进行了ＡｌＳｉ０．８％－Ｃｕ２％的ＲＩＥ工艺研究，详细讨论了影响工艺的诸多因素，涉及ＡｌＳｉＣｕ材料本身结构的差异，ＲＩＥ工艺各参数，后处理等许多方面；给出实用化的工艺程序；最小加工线宽达到２μｍ，体刻蚀速率达８７０ｎｍ／ｍｉｎ，均匀性±５％，线宽损失小于１０％，对热氧化ＳｉＯ＿２的刻蚀选择比为４∶１，对ＡＺ１４５０Ｊ正性抗蚀剂的刻蚀选择比大于１．８∶１；该工艺使用效果良好，达到实用化水平。     

工艺参数对Si深槽刻蚀的影响

采用Bosch技术研究了在Si深槽刻蚀中刻蚀/钝化比、刻蚀阶段钝化气体保护时间、刻蚀和钝化工艺重叠时间等工艺参数对刻蚀结果的影响。通过不同工艺条件的试验,发现刻蚀钝化比是影响侧壁结构的主要因素,其大小直接影响了深槽的垂直度;适当增加刻蚀阶段钝化气体通入时间对减小线宽损失有很大的作用,但增加过多会产生长草效应;合适的刻蚀和钝化工艺重叠时间,不仅可以减小侧壁表面的起伏度,还可以一定程度上减小线宽损失。采用刻蚀/钝化比为7：5、刻蚀阶段钝化气体通入时间为25min、刻蚀、钝化工艺重叠时间分别为0.5、1s的工艺条件,成功地实现了一个垂直度达（90&#177;0.1）&#176;、深40μm、线宽损失小于50nm的Si深槽刻蚀结构。     

工艺参数对Si深槽刻蚀的影响

采用Bosch技术研究了在Si深槽刻蚀中刻蚀/钝化比、刻蚀阶段钝化气体保护时间、刻蚀和钝化工艺重叠时间等工艺参数对刻蚀结果的影响。通过不同工艺条件的试验,发现刻蚀钝化比是影响侧壁结构的主要因素,其大小直接影响了深槽的垂直度;适当增加刻蚀阶段钝化气体通入时间对减小线宽损失有很大的作用,但增加过多会产生长草效应;合适的刻蚀和钝化工艺重叠时间,不仅可以减小侧壁表面的起伏度,还可以一定程度上减小线宽损失。采用刻蚀/钝化比为7:5、刻蚀阶段钝化气体通入时间为25min、刻蚀、钝化工艺重叠时间分别为0.5、1s的工艺条件,成功地实现了一个垂直度达(90±0.1)°、深40μm、线宽损失小于50nm的Si深槽刻蚀结构。     

硅的深槽刻蚀技术研究

研究了采用等离子刻蚀机对硅进行深槽刻蚀中掩蔽层的选择及横向腐蚀的抑制等工艺问题。实验发现，以氟基气体作为工艺气体，铝或铝合金作为掩蔽层时，可以获得极高的选择比；通过增大射频功率，改变气体组分，气体流量等方法，可以较好地解决等离子刻蚀中的各向同性问题。