平滑陡直的Si深槽刻蚀方法

Si深槽刻蚀技术在MEMS器件加工中具有重要的作用,现有的刻蚀方法在选择比和各向异性问题上各有优缺点.常用的Bosch工艺采取了钝化与刻蚀交替进行的措施,但具有侧壁粗糙的缺点.提出了不同于Bosch工艺的新刻蚀方法,采用刻蚀反应和淀积钝化反应同时进行并保持化学平衡的方法,取得了平滑陡直的刻蚀效果.在电感耦合等离子体刻蚀机ICP-98A上的实验结果表明,在直径100 nim的光刻胶掩蔽Si片上,刻蚀深度为39.2 pm,光刻胶剩余4.8 μm,侧壁表面满足平滑陡直的要求.     

硅槽刻蚀工艺研究

集成电路的发展使硅槽的应用越业越广泛，如硅槽隔离和槽电容等等，它们将使器件的性能得到很好的改善。     

a—Si等离子体刻蚀的研究

将等离子体刻蚀应用于非晶硅的刻蚀中,得到边缘整齐、分辩率高、重复性好、图形清晰的满意效果。通过调整工艺条件,可严格控制刻蚀速率。其特点优于湿式化学腐蚀,是一种非晶硅特性研究和器件制造中值得推广和使用的方法。     

Cl2/Ar感应耦合等离子体刻蚀Si工艺研究

采用Cl2/Ar感应耦合等离子体（ICP）对单晶硅进行了刻蚀,工艺中用光刻胶作掩膜。研究了气体组分、ICP功率和RF功率等工艺参数对硅刻蚀速率和硅与光刻胶刻蚀选择比的影响,同时还研究了不同工艺条件对侧壁形貌的影响。结果表明,由于物理刻蚀机制和化学刻蚀机制的相对强度受到混合气体中Cl2和Ar比例的影响,硅刻蚀速率随着Ar组分的增加而降低,同时选择比也随之降低。硅刻蚀速率随着ICP功率的增大先增大继而减小,选择比则成上升趋势。硅刻蚀速率和选择比均随RF功率的增大单调增大。在Cl2/Ar混合气体的刻蚀过程中,离子辅助溅射是决定硅刻蚀效果的重要因素。同时,文中还研究分析了刻蚀工艺对于微槽效应和刻蚀侧壁形貌的影响,结果表明,通过提高ICP功率可以有效减小微槽和平滑侧壁。进一步研究了SiO2掩膜下,压强改变对于硅刻蚀形貌的影响,发现通过降低压强,可以明显地抑制杂草的产生。     

氧化硅RIE刻蚀工艺研究

利用反应等离子刻蚀技术对SiO2进行干法刻蚀,研究了不同刻蚀条件对刻蚀速率、刻蚀选择比、刻蚀面粗糙度、刻蚀均匀性等的影响。分析得出了刻蚀侧壁角度与刻蚀选择比以及抗蚀掩模自身的侧壁角度之间存在的数学关系,这为如何获得垂直的刻蚀侧壁提供了参考。     

氧化硅RIE刻蚀工艺研究

利用反应等离子刻蚀技术对SiO₂进行干法刻蚀, 研究了不同刻蚀条件对刻蚀速率、刻蚀选择比、刻蚀面粗糙度、刻蚀均匀性等的影响。分析得出了刻蚀侧壁角度与刻蚀选择比以及抗蚀掩模自身的侧壁角度之间存在的数学关系, 这为如何获得垂直的刻蚀侧壁提供了参考。     

双层侧壁保护的Si深槽刻蚀技术

提出了一种先进的ICP Si深槽刻蚀工艺。在"Bosch"工艺的基础上加以改进,以SF6/O2作为刻蚀气体,C4F8作为侧壁钝化气体,通过在刻蚀过程中引入少量的O2,使得在刻蚀Si深槽过程中侧壁形成由氧离子辐照产生的SiO2薄膜和CFx聚合物淀积产生的双层保护层,强烈保护Si槽侧壁不被刻蚀,保证了良好的各向异性刻蚀。同时,通过优化刻蚀和钝化的时间周期,进一步提高了刻蚀后Si槽的陡直度和平滑的侧壁效果。采用这种工艺技术可制作出满足台面晶体管、高性能梳状沟槽基区晶体管需要的无损伤、平滑陡直的Si槽侧壁形貌。     

InSb红外焦平面器件台面刻蚀工艺研究

传统的湿法腐蚀工艺由于各向同性的特点,象元钻蚀严重,导致器件占空比下降,限制了锑化铟大面阵红外焦平面的发展。基于电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术,以BCl3/Ar为刻蚀气体,研究了不同气体配比、工作压力、RF功率对刻蚀效果的影响,获得了适用于锑化铟焦平面制备工艺的干法刻蚀技术。     

太阳能电池生产线中新型等离子体刻蚀机刻蚀工艺探讨

介绍了一种新型等离子体刻蚀机的使用条件,通过对各种参数变化的组合实验,得到了最佳工艺数据.利用该刻蚀机生产的电池片刻蚀效果好,刻蚀后经检测,电池片漏电流小,并联电阻大,提高了电池片的综合性能指标.     

二氧化硅干法蚀刻参数的优化研究

阐述了二氧化硅干法蚀刻的原理和主要的蚀刻参数.应用正交实验,进行了蚀刻速率、均匀性、选择比等主要蚀刻参数的优化,得出主要工艺参数的设置方法和理想条件漂移时的调整方法以及优化选择比的蚀刻方案.     

碲镉汞干法刻蚀速率的微负载效应研究

报道了碲镉汞干法刻蚀技术的刻蚀速率的一些研究结果。在同样的刻蚀条件下,当刻蚀区域的图形面积过小,刻蚀剂不易进入刻蚀区域,生成物也不易快速转移出去,使刻蚀速率变慢,这种效应可以等效于刻蚀的微负载效应。而当刻蚀区域的面积过大,刻蚀剂很快被消耗,也会使刻蚀速率变慢,这种效应称为负载效应。采用在同一碲镉汞芯片上制作不同刻蚀面积区域进行刻蚀,比较不同刻蚀面积对刻蚀速率的影响。     

Ar离子激光增强硅各向异性腐蚀速率的研究

研究了Ａｒ离子激光器与硅各向异性腐蚀技术相结合制造硅杯的方法。结果表明，激光照射能增强浸于ＫＯＨ溶液中硅的化学腐蚀速率，在入射光强为４．６Ｗ，ＫＯＨ溶液浓度为０．２２ｍｏｌ，温度为９０℃的条件下，得到＜１００＞硅的腐蚀速率为２１μｍ／ｍｉｎ，是无激光照射时硅各向异性腐蚀速率的多倍。进而讨论了硅在ＫＯＨ溶液中腐蚀速率对激光光强的依赖关系以及实验温度对腐蚀速率的影响问题。     

硅槽刻蚀技术中的源气体选择

源气体及组分的选择是硅槽刻蚀技术的关键因素。本文介绍了刻蚀过程中源气体及组分对硅的作用方式，从刻蚀速率、侧壁钝化、损伤、刻蚀均匀性等方面分析比较了近年来所出现的几种硅糟刻蚀用源气体及组分。     

硅各向同性深刻蚀中的多层掩模工艺

掩模制备是硅各向同性刻蚀中的一项重要工艺.要实现深刻蚀,掩模必须满足结构致密、强度大及抗腐蚀性好的要求.一般光刻胶掩模无法在刻蚀液中较长时间地保持其掩蔽性能,很难实现深刻蚀;而金属掩模也容易出现针孔及裂纹等缺陷.因此提出使用Su-8负性光刻胶结合铬金属制备多层掩模.这种掩模结构制备工艺简单,经济实用;提高了掩模在高速刻蚀时的掩蔽性能,实现了深刻蚀.实验表明,其能满足300μm以上深刻蚀的要求,可用于硅及玻璃等材料的微加工.     

低温酸刻蚀对多晶硅表面织构化的影响

采用低温酸刻蚀,通过优化HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比及相关工艺参数,在多晶硅材料的表面制备了绒面结构,并进行SEM表面形貌分析和反射谱的测试。结果表明,低温刻蚀比常温刻蚀在生产工艺中更有利于控制反应速度,从而得到效果较好的绒面结构。研究中发现,在不同HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比中,温度对反应速率的影响有较大差异,当HNO3含量相对较低时,低温刻蚀工艺有较好的效果。所得最佳绒面制备方案为:酸腐蚀溶液体系配比为VHF∶VHNO3∶VH2O=1∶4∶2,温度为3℃,反应速率控制为2.6μm/min。该方案已在25MW多晶硅太阳电池生产线上实施,不增加工艺难度和生产成本,适合于工业生产。     

用于各向同性湿法刻蚀中的氮化硅掩膜

在硅的各向同性湿法刻蚀过程中,一般选用HNA溶液(即氢氟酸、硝酸和乙酸的混合溶液)作为刻蚀液,而氮化硅以其很好的耐刻蚀性而优先被选为顶层掩膜材料.在硅片上刻蚀不同的结构,通常需要选择不同的刻蚀液配比.而不同配比对于氮化硅掩膜的刻蚀速率也不一样.分别用PECVD和LPCVD两种方法在<111>型硅片上沉积了厚度为560和210 nm的氮化硅薄膜,研究和对比了它们在8种典型配比刻蚀液下的刻蚀速率,为合理制作所需要厚度的氮化硅掩膜提供有益参考.     

单晶Si材料表面碱织构实验研究

在利用单晶Si材料制备太阳电池的过程中,通常利用碱溶液各向异性腐蚀的特性,在表面形成类似于金字塔的绒面结构,降低太阳电池表面反射,提高太阳电池的转换效率。实验采用固定反应温度以及反应时间,调整NaOH溶液的质量分数和无水乙醇的体积分数,通过测量不同实验条件下样品的表面反射率和观察扫描电镜图像,最终得到较好的单晶Si太阳电池表面织构条件。最后分析NaOH溶液的质量分数和无水乙醇的体积分数对表面织构的影响,同时给出测量表面减反射率结果。该结论对工业化单晶Si太阳电池表面织构的制备具有一定的指导意义。     

氮化硅湿法蚀刻中热磷酸的蚀刻率

在半导体湿法蚀刻中,热磷酸广泛地用于对氮化硅的去除工艺,实践中发现高温下磷酸对氮化硅蚀刻率很难控制.从热磷酸在氮化硅湿法蚀刻中的蚀刻原理出发,分析了影响蚀刻率的各个因素,并通过实验分析了各个因素对蚀刻率的具体影响.根据目前广泛应用于生产中的技术,介绍了如何对相关因素进行控制调节,为得到稳定的热磷酸蚀刻率提供了方向.