氮化硅的反应离子刻蚀研究

采用CHF3、CHF3＋CF4和CHF3＋O2三种不同气体体系作氮化硅的反应离子刻蚀（RIE）实验,研究了不同刻蚀气体对刻蚀速率、均匀性和对光刻胶的选择比三个刻蚀参数的影响。通过优化气体配比,比较刻蚀结果,最终获得了刻蚀速率为119nm/min,均匀性为0.6%,对光刻胶选择比为3.62的刻蚀氮化硅的优化工艺。     

金薄膜的反应离子刻蚀工艺研究

采用反应离子刻蚀（RIE）工艺对金薄膜进行了干法刻蚀研究,得到了刻蚀速率随两极间偏压、气体压强和气体成分等因素变化的规律。试验结果表明,刻蚀速率随偏压的增加而增大;当压强增加时,刻蚀速率先增加后减小;不同种类的气体对刻蚀速率影响较大;刻蚀时间与刻蚀厚度在一定范围内成正比。另外,找到了控制刻蚀过程均匀性和选择比的方法。     

用于高产量MEMS以及3D互联技术的低成本深层反应离子刻蚀系统

新兴的 3D 互联技术以及高产量的 MEMS 应用需要成本低廉以及高产量的深层反应离子刻蚀系统。最优化的 Alcatel 深层反应离子刻蚀系统可以同时满足工艺以及硬件生产性能的高要求。这些都已经在典型刻蚀工艺上进行了研究, 包括斜面刻蚀、堆叠时的 CMOS 刻蚀侧壁角度、3D 高精度惯性传感器的良好控制的形貌、大面积刻蚀的打印机喷头和硅麦克风应用。优化的工艺参数意味着在刻蚀率, 刻蚀的深宽比, notch free 的工艺, 光滑度以及高精度控制各方面的显著提高。Alcatel AMS 200 “I-Productivity”DRIE 机台用于高产量的工艺同时也确保了生产参数如整机效率的提高以及使用成本的降低, 这是通过机台的无可替代的硬件以及工艺方案实现的。     

BST薄膜的反应离子刻蚀研究

钙钛矿结构的钛酸锶钡(BST)薄膜作为优良的介电、铁电材料在新一代的微机械系统(MEMS)、动态存储器(DRAM)及其他器件上的广泛应用,使得BST薄膜的刻蚀特性越来越重要。该文利用反应离子刻蚀装置,研究了溶胶-凝胶工艺制备的钛酸锶钡薄膜在CHF3/Ar等离子气体中的刻蚀情况。通过分析刻蚀速率及薄膜刻蚀前后表面形貌的变化,结果表明,刻蚀过程是离子轰击、离子辅助化学反应和化学反应刻蚀共同作用的结果。刻蚀速率为5.1 nm/min。Sr元素较难去除,成为阻碍刻蚀的重要因素。     

聚合物Parylene C薄膜的反应离子刻蚀研究

首先简要介绍了聚合物Parylene,并以Parylene C薄膜为原料,进行反应离子刻蚀,着重研究了功率和工作气压对刻蚀速率的影响,并给出了优化的刻蚀工艺参数.结果表明,刻蚀速率随功率增加而增大,当功率为80 W时,刻蚀速率达到0.44μm/min,适当增大功率有利于各向异性刻蚀.刻蚀速率在一定范围内随气压增大而增大,工作压力为10.67 Pa时,刻蚀速率达到0.47μm/min;当气压超过10.67 Pa后,刻蚀速率基本保持不变.     

PZT铁电薄膜的反应离子刻蚀研究

介绍了一种刻蚀效果良好的PZT铁电薄膜反应离子刻蚀方法.利用深反应离子刻蚀设备研究了反应离子刻蚀中刻蚀气氛、刻蚀功率及刻蚀气体流量等因素对PZT薄膜刻蚀效果的影响.实验结果表明,刻蚀气体采用SF6、刻蚀功率为250 W、SF6/Ar总流量为25 cm3/min(其中SF6:Ar为20:5)时刻蚀效果最优.利用优化后的工艺条件制作出可用于铁电存储器的铁电电容并测试其电学特性,得到了较理想的电滞回线和漏电流.     

反应离子刻蚀氮化硅过程的损伤研究

针对反应离子刻蚀氮化硅过程中无图形60 nm栅氧的等离子体损伤问题进行了研究.采用接触电势差技术研究了反应刻蚀中电荷在硅片表面上的沉积,利用非接触式CV测试技术研究了Si/SiO2界面态的变化.研究表明,电荷沉积与Si/SiO2界面态密度增加有较好的对应关系,电荷沉积较多的区域具有更高的界面态密度.然而,电荷沉积量与界面态密度不成正比例.     

反应离子刻蚀InSb芯片引入的损伤研究

应用CH₄/H₂/Ar作为刻蚀气源对InSb微台面阵列进行了反应离子刻蚀,并对刻蚀后引入的损伤进行了分析。实验证实利用干法刻蚀与湿法腐蚀相结合的方法能有效地减少刻蚀引入的缺陷和损伤,获得较好的电学特性,达到低损伤刻蚀InSb材料的目的。     

PZT薄膜的深槽反应离子刻蚀研究

研究了锆钛酸铅(PZT)薄膜的深槽反应离子刻蚀(DRIE)技术。首先,对比了3种工艺气氛条件下(SF6/Ar、CF4/Ar和CHF3/Ar)刻蚀PZT的效果。实验结果表明,3种工艺气氛下,刻蚀速率都随功率的增加而增加。相同功率下,SF6/Ar的刻蚀速率最高;而CHF3/Ar刻蚀PZT的图形形貌最好,对光刻胶的选择比也最好。最后得出了优化的工艺条件为采用CHF3/Ar,射频(RF)功率为160 W,气体流量比为3∶4(CHF3∶Ar=30 cm3/min:40 cm3/min)时,PZT薄膜的刻蚀速率为9 nm/min,光刻胶的选择比为7。     

聚合物光波导的反应离子刻蚀工艺研究

实验研究了表面粗糙度、侧壁垂直度与各刻蚀参量之间的关系,通过对刻蚀效果的分析,发现在低功率、高CHF3含量、低压强的情况下能获得最小的表面粗糙度;在高功率、50%CHF3含量、低压强的情况下能获得较陡直的波导侧壁.利用优化的刻蚀条件,对PMMA进行刻蚀,得到了均方根粗糙度小、侧壁陡直的波导.实验发现,该刻蚀条件对其他聚合物光波导材料的刻蚀也具有一定的指导意义.     

反应离子刻蚀PMMA的各向异性刻蚀研究

研究目的是优化Ni掩膜PMMA RIE的刻蚀参数，在氧刻蚀气体中加入表面钝化性气体CHF3，以较快的刻蚀速率获得垂直的侧壁和最小的掩模钻蚀。采用平行板结构的反应离子刻蚀机刻蚀，研究了刻蚀气压，CHF3/O2比率和刻蚀温度对垂直、侧向刻蚀速率和PMMA微结构形貌的影响。试验表明：当CHF3含量大于50%或O2工作气压较低时，会显著影响RV/RL比，当RV/RL比大于8时，试样呈现出完全各向异性刻蚀。     

两步刻蚀多晶硅提高图形陡直度

微电子机械系统中关键工艺之一就是刻蚀出高深宽比的图形。本文对掺磷多晶硅反应离子刻蚀（ＲＩＥ）进行了研究,采用两步刻蚀工艺,ＳＦ６,ＣＦ４,Ｃｌ２ＣＦ三种气体组合,从原来４５度的各向同性刻蚀提高到７３度以上的各向异性蚀。射频功率３９０瓦时,刻蚀速率每分钟２００ｎｍ。对３．５微米厚的多晶硅,刻蚀时间在２０分钟左右,基本上达到要求。     

商品有机玻璃片微结构的深刻蚀研究

研究应用O2反应离子刻蚀(RIE)直接深刻蚀商用有机玻璃(PMMA)片，以实现微结构的三维微加工，工艺简单，加工成本较低，为微器件的高深宽比加工提出了新方法。试样采用Ni作掩膜，以普通的光刻胶曝光技术和湿法刻蚀法将Ni掩膜图形化。工作气压、刻蚀功率等工艺参数对刻蚀速率影响较大。在刻蚀过程中，掩膜上的金属粒子会被刻蚀气体离子轰击而溅射散落出来，形成微掩膜效应。利用这种RIE技术，在适当的溅射功率及气压下，刻蚀速率较快，且获得了较陡直的微结构图形，刻蚀深度达120μm。     

Al-Si合金RIE参数选择

采用正交试验法对二手RIE刻Al设备A-360进行工艺参数选择试验,并以均匀性、刻蚀速率、对PR选择比为评价指标.试验中发现RF功率是影响各评价指标的最主要因素.通过进一步优化工艺,制定出了均匀性小于3%,刻蚀速率高于300nm/min,对PR选择比好于1.8的刻Al实用工艺.     

GaAs的CH_4／H_2反应离子腐蚀研究

在前研究ＩｎＰ的ＣＨ４／Ｈ２反应离子腐蚀的基础上，进行了ＧａＡｓ的ＣＨ４／Ｈ２反应离子腐蚀研究。ＧａＡｓ的腐蚀速率比ＩｎＰ慢，随ＣＨ４／Ｈ２组份之比值、工作压强、总流量率等而改变，从２ｎｍ／ｍｉｎ到８ｎｍ／ｍｉｎ。当总流量率为３０～１２３ｓｃｃｍ之间、ＣＨ４／Ｈ２＝０．１８，腐蚀后的表面总是光亮平滑的，损伤层的厚度≥３０ｎｍ。当用ＣＨ４／Ｈ２ＲＩＥ在ＣａＡｓ上制作深度＞０．６μｍ的结构时，必须要考虑高能离子的轰击给晶体造成的损伤和给光刻胶掩模造成的浸蚀，此时光刻胶作掩模已经不能满足要求，应改用介质薄膜。     

SU-8光刻胶氧刻蚀的研究

采用氧气反应离子刻蚀(RIE)SU-8光刻胶,以获得三维SU-8微结构(如斜面)。实验采用套刻、溅射、湿法腐蚀、电镀等技术实现光刻胶上镍掩膜图形化。分别研究氧气气压、射频(RF)功率、氧气流量对刻蚀速率的影响,并对实验结果进行了理论分析,在此基础上可进一步优化刻蚀工艺以获得更高的刻蚀速率。     

场发射硅锥阵列的干法制备与研究

阐述了用于场发射压力传感器发射阴极的硅锥阵列的干法制备工艺,用反应离子刻蚀(RIE)的方法在76 mm(3 in.)的低阻硅片上制备出52个均匀分布的10×12的硅锥阵列,得到了曲率半径为25 nm~35 nm且具有良好一致性的尖锥。当阵列的场发射起始电压为1.4 V/μm,场强为9.2 V/μm时,单个硅锥的发射电流达到8.3 nA,并且性能较为稳定。     

CVD金刚石薄膜RIE掩模技术研究

金铡石薄膜反应离子刻蚀（RIE）必须选用硬掩模，其于掩刻蚀选择比和掩模图形化加工特性考虑，镍和镍钛合金掩模是较好选择，其中，NiTi合金薄膜具有刻蚀选择比高，加工工艺简单，图形化效果好的优势，Ni掩模特别是电镀方法制作的Ni掩模以其精确的尺寸控制能力，理想的多层结构模式和适当的刻蚀选择比而特别适合于精细结构加工的使用，使用上述掩模对金刚石薄膜进行RIE，可以获得线条整齐规则，侧壁平滑陡直的优异加工效果。     

CL2+SF6混合气体对Si和SiNx的离子刻蚀研究

采用统计实验方法研究了利用SF6 Cl2混合气体产生的等离子体进行Si和SiNx的反应离子刻蚀技术。在相同的输出功率和压力的条件下,将Si和SiNx的刻蚀速率和选择比表示为SF6百分比含量的函数。文中讨论了SF6含量的变化对刻蚀速率、选择比和坡度角的影响及刻蚀机理,证实了即使是SF6含量的少量改变也会对Si和SiNx的刻蚀速率、选择比和坡度角有重要的影响。并通过光谱分析来深层次地讨论刻蚀速率受SF6含量影响的原因。