GaAs和InP基HFET工艺中的选择腐蚀

综合了ＧａＡｓ和ＩｎＰ基ＨＦＥＴ工艺中选择腐蚀技术的有关报道,重点介绍了应用ＩＣＰ设备和气体组合ＢＣＩ＋ＳＦ６进行异质结材料组合的干法腐蚀实验,腐蚀后在显微镜和扫描电镜窗口平整干净、作迁移率测试等为法腐蚀的片子相比较没有看出差别,适宜用于器件工艺。     

用于LDD和SST的SiO2边墙干法腐蚀工艺研究

本文从干法腐蚀角度出发,首先从数学上分析了多晶硅角度,SiO_2边墙的宽度和高度,衬底损失与各工艺参数间的关系,指出边墙的宽度和高度分别取决于多晶硅的角度和过腐蚀量。在Tegal1512e设备上,采用Cl_2、SF_6、N_2混合气体,开发了多晶硅干法腐蚀工艺,讨论了LDD的正胶掩膜及SST的SiO_2掩膜对工艺的不同影响。SEM分析发现了SF_6气体腐蚀的各向同性。在Tegal903e设备上,采用CHF_3、SF_6、He混合气体,开发了SiO_2边墙干法腐蚀工艺,研究了腐蚀的各向异性,辐射损伤,选择比,均匀性及重复性的控制方法。取得的工艺结果为,腐蚀速率(?)_(sio_2)≈400nm/min,均匀性U≤±5％,选择比S_(f8)>10,工序能力指数C_p>1。     

新型红外探测器可动薄膜微腔的腐蚀工艺研究

基于气体直接吸收机理、微机械技术实现的气动红外探测器是对中远波段实现室温探测的新型红外探测器。该探测器的关键结构———微气腔和可动薄膜的腐蚀工艺研究对整个器件的制作有重要意义。根据探测器结构提出了对腐蚀工艺的要求,采用EPW湿法腐蚀的工艺,通过实验研究器件结构制作的最佳腐蚀条件和腐蚀速度,保证了工艺的可控性和器件结构的质量。     

宽度比对组合沟道结构牺牲层腐蚀特性的影响

对宽度比对组合沟道结构的牺牲层腐蚀特性的影响进行了研究.从理论和实验两个方面,对不同宽度比的腐蚀特性进行了比较.结果表明,宽度比对窄-宽组合结构和宽-窄组合结构的影响不同.对于窄-宽组合结构,腐蚀过程不仅与宽度比有关,而且与沟道宽度有关.对于宽度比相同的结构,每个阶段的腐蚀速率和腐蚀前端浓度非常接近,每个阶段的腐蚀时间却随沟道宽度的增加而增长.但是,如果宽沟道的长度比较长,总的腐蚀时间非常接近.对于宽-窄组合沟道结构,如果宽度比相同,则包括所需腐蚀时间在内的所有过程完全相同.每个阶段结束时的腐蚀速率和腐蚀前端的浓度随着宽度比的增大而增大,但是总的腐蚀时间随宽度比的增大而下降.     

宽度比对组合沟道结构牺牲层腐蚀特性的影响

对宽度比对组合沟道结构的牺牲层腐蚀特性的影响进行了研究.从理论和实验两个方面,对不同宽度比的腐蚀特性进行了比较.结果表明,宽度比对窄-宽组合结构和宽-窄组合结构的影响不同.对于窄-宽组合结构,腐蚀过程不仅与宽度比有关,而且与沟道宽度有关.对于宽度比相同的结构,每个阶段的腐蚀速率和腐蚀前端浓度非常接近,每个阶段的腐蚀时间却随沟道宽度的增加而增长.但是,如果宽沟道的长度比较长,总的腐蚀时间非常接近.对于宽-窄组合沟道结构,如果宽度比相同,则包括所需腐蚀时间在内的所有过程完全相同.每个阶段结束时的腐蚀速率和腐蚀前端的浓度随着宽度比的增大而增大,但是总的腐蚀时间随宽度比的增大而下降.     

硅的各向异性腐蚀及其在SDB介质隔离技术中的应用

本文对硅的四种各向异性腐蚀剂的特点,腐蚀工艺条件和腐蚀效果进行了对比分析,选出了用以形成SDB介质隔离槽的最佳的腐蚀液和工艺。并讨论和分析了腐蚀槽的质量和影响质量的因素。最后指出了该工艺在SDB介质隔离岛形成中的一个应用。     

湿法和干法刻蚀相结合提高微细线条的刻蚀精度

在薄膜微波基板的光刻过程中，材料刻蚀工艺是其关键工序。本文以实验为基础，比较了不同腐蚀方法对微细线条的腐蚀效果，实验结果表明：湿法腐蚀和干法刻蚀相结合的腐蚀方法与单一使用湿法腐蚀或干法刻蚀相比较，前一种方法对微细线条的腐蚀效果更好。通过将两种腐蚀方法结合，并优化相关的工艺参数，较好地控制了腐蚀过程中的钻蚀现象，成功的制作出了最小线宽为20μm的线条。     

腐蚀工艺条件对InP晶片表面状况的影响

对InP晶片的化学腐蚀特性进行了分析,研究了酸性腐蚀液(盐酸系列腐蚀液)的配比、腐蚀液温度等工艺条件对InP晶片腐蚀速率、表面腐蚀形貌和化学腐蚀片表面粗糙度的影响。研究结果表明,腐蚀液温度为室温时,改变腐蚀液配比,InP晶片的腐蚀速率变化不明显,而当腐蚀液温度发生变化时则腐蚀速率、晶片表面腐蚀形貌(显微镜下的表面状况)和化学腐蚀后晶片的表面粗糙度均有较大变化,当腐蚀液温度控制在一定范围时,晶片表面光洁,显微镜下观察到的腐蚀图形均匀一致。研究结果对确定InP晶体加工过程中的化学腐蚀工艺有一定的指导意义。     

微通道板腐蚀工艺研究

根据微通道板芯皮料玻璃的性质,选择了腐蚀工艺的腐蚀液,即HCl和NaOH溶液.利用真空压差法和显微镜形貌分析法,检测和分析了微通道板腐蚀工艺中通道的腐蚀进程.在腐蚀过程中,利用测量微通道板质量损失法衡量了腐蚀的程度,并检查了腐蚀效果.依据实验结果分析,提出了有效的微通道板酸-碱-酸交替腐蚀工艺以及具体的工艺参数.采用此工艺,可使芯料和芯皮料扩散层被完全腐蚀,同时避免了皮料被腐蚀,得到了光滑的通道壁,形成稳定的二次电子发射层.     

深硅杯湿法腐蚀中金属保护工艺研究

提出了一种新的采用聚酯胶膜保护金属图形的硅湿法腐蚀工艺,解决了深硅杯湿法腐蚀中金属保护难题,允许在器件完成所有IC工艺后再进行深硅杯湿法腐蚀。通过工艺试验研究,增加贴膜前的预处理和贴膜后的热压等工艺,能够有效延长掩膜的保护时间,在TMAH湿法腐蚀工艺条件下掩膜能够坚持6h,且成功实现了对硅280μm的深刻蚀。新工艺与IC工艺兼容,简单可靠,也能进行圆片级批量腐蚀。     

掺镁铌酸锂晶体的ICP刻蚀性能

掺镁铌酸锂晶体(Mg:LiNbO3)是一种相对难刻蚀的晶体,Mg:LiNbO3的干法刻蚀速率和刻蚀形貌控制是铌酸锂光电子器件加工中的关键技术之一。采用牛津仪器公司的Plasmalab System 100以SF6/Ar为刻蚀气体,具体研究Mg:LiNbO3的刻蚀速率随着感应耦合等离子体(ICP)功率、反应离子刻蚀(RIE)功率、气室压强和气体流量配比等刻蚀参数的变化,同时研究发现SF6/(Ar+SF6)气体流量配比还会影响刻蚀表面的粗糙度。实验结果表明:在ICP功率为1000W,RIE功率为150W,标准状态(0℃,1个标准大气压)下气体总流量为52mL/min,压强为0.532Pa,SF6/(Ar+SF6)气体体积分数为0.077的条件下,刻蚀速率可达到152nm/min,刻蚀表面粗糙度为1.37nm,可获得刻蚀深度为2.5μm,侧壁角度为74.8°的表面平整脊形Mg:LiNbO3结构。     

ICP刻蚀对光刻胶掩模及刻蚀图形侧壁的影响

采用AZ1500光刻胶作为掩模对GaAs和InP进行ICP刻蚀,研究了刻蚀参数对光刻胶掩模及刻蚀图形侧壁的影响。结果表明,光刻胶的碳化变性与等离子体的轰击相关,压强、ICP功率和RF功率的增加以及Cl2比例的减小都会加速光刻胶的碳化变性,Cl2/Ar比Cl2/BCl3更易使光刻胶发生变性。对于GaAs样品刻蚀,刻蚀气体中Cl2含量越高,刻蚀图形侧壁的横向刻蚀越严重。Cl2/BCl3对GaAs的刻蚀速率比Cl2/Ar慢,但刻蚀后样品的表面粗糙度比Cl2/Ar小。刻蚀InP时的刻蚀速率比GaAs样品慢,且存在图形侧壁倾斜现象。该工作有助于推动在器件制备工艺中以光刻胶作为掩模进行ICP刻蚀,从而提高器件制备效率。     

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。     

GaAs/AlGaAs多层膜刻蚀的陡直度

GaAs/AlGaAs多层膜的陡直度较大程度地关系到其实际应用效果,但在实际加工中较难控制,因此有必要研究刻蚀过程中一些主要因素对其陡直度的影响。结合具体工作情况,用AZ1500光刻胶作为掩模,GaAs/Al0.15Ga0.85As多层膜为刻蚀材料,分别使用湿法和干法对其进行刻蚀。湿法刻蚀的刻蚀剂为H3PO4+H2O2溶液,干法刻蚀采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀法,等离子体由Cl2+BCl3(蒸汽)混合气体电离形成。通过控制变量方法,发现湿法刻蚀中刻蚀剂配比和温度以及干法刻蚀中BCl3(蒸汽)流量对刻蚀陡直度的影响规律。由此得出,提高H3PO4所占比例和降低刻蚀温度虽然会降低刻蚀速率,但可以提高多层膜的陡直度;ICP刻蚀的陡直度优于湿法刻蚀,BCl3(蒸汽)的流量在一定范围内对刻蚀陡直度的影响较小。     

InGaAs探测器制备的ICP刻蚀方法研究

采用Cl2/BCl3/Ar感应耦合等离子体对InP/In0.55Ga0.45As/InP进行了刻蚀。讨论了不同的气体组分、ICP功率、直流自偏压下对刻蚀速率、表面粗糙度的影响。初步得到了一种稳定、刻蚀表面清洁光滑、图形轮廓良好、均匀性好和刻蚀速率较高的工艺。利用此工艺制作的8元InP/In0.55Ga0.45As/InP(PIN)探测器,峰值探测率为1.04×1012cmHz1/2W-1。     

ICP腔体压力对直流偏压的影响

基于GaAs器件干法刻蚀工艺,介绍感应耦合等离子(ICP)的刻蚀原理,以Cl2和BCl3为刻蚀气体,研究分析了在GaAs表面刻蚀工艺中不同的腔体压力下设备直流偏压的变化情况.发现在各种不同的功率下都存在一个特定的腔体压力,当低于该腔体压力时直流偏压会随腔体压力的增大而增加,当高于该腔体压力后直流偏压会随着腔体压力的增加而缓慢减小.讨论了产生这种现象的原因,揭示了其中的物理机理,以该方法作为参考,通过一组对比实验在工艺中得到验证,给出了GaAs刻蚀的工艺条件,为刻蚀工艺条件的优化提供了一个参考.     

基于GaAs背孔工艺监控研究

在GaAs背孔工艺制作中,通孔良率影响着后续溅镀、电镀金属层与正面金属互联,在该道关键制程中缺乏有效的监控方法。在背孔工艺中,采用FIB、SEM的方式对ICP蚀刻后的晶圆进行裂片分析,这无疑大大增加了研发成本,裂片分析也仅仅是当前晶圆的通孔良率,且分析孔洞数量有限,本身存在局限。提出在晶圆正面依次沉积Si3N4/PI/Si3N4=600 nm/1.6μm/800 nm,采用ICP蚀刻,蚀刻气体为Cl2/BCl3,在光学显微镜(OM)20倍率下便可观察到晶圆正面第一特征蚀刻通孔印记和印记尺寸较原始尺寸单边大10μm的第二通孔特征,该监控方式节省研发成本且统计良率直观,可及时反馈通孔良率,监控产品的可靠性、可再现性。     

A preliminary study of SF6 based inductively coupled plasma etching techniques for beta gallium trioxide thin film

Beta phase Gallium trioxide (β-Ga₂O₃) thin film was grown by metal organic chemical vapor deposition technology. Mixture gases of SF₆ and Ar were used for dry etching of β-Ga₂O₃ thin film by inductively coupled plasma (ICP). The effect of SF₆/Ar (etching gas) ratio on etch rate and film etching damage was studied. The etching rate and surface roughness were measured using F20-UN thin film analyzer and atomic force microscopy showing that the etching rate in the range between 30 nm/min and 35 nm/min with an improved surface roughness was obtained when the reactive mixed gas of SF₆/Ar was used. The analysis of X-ray diffraction and transmission spectra further confirmed the non-destructive crystal quality. This work demonstrates that the properly proportioned mixture gases of SF₆/Ar is suitable for the dry etching of β-Ga₂O₃ thin film by ICP and can serve as a guide for future β-Ga₂O₃ device processing.     

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。     

ICP刻蚀GaP研究及对LED性能的影响

深入研究了GaP材料在高密度感应耦合等离子体刻蚀系统中刻蚀选择比和刻蚀速率随刻蚀系统的源功率、射频功率、腔室压强的变化规律,即通过改变其中一个参数而保持其它参数不变来得出变化规律;同时将刻蚀GaP材料应用到红光LED制作,即电流阻挡层和表面粗化这两种工艺中,通过大量试验,得到了刻蚀形貌和最优的刻蚀条件,制作阻挡层的最优条件为:BCl3流量比为3/1,ICP功率为600W,RF功率为100W,腔室压强为1.0×10-2Pa;表面粗化时只用BCl3气体刻蚀,表面粗化后LED的光强提高了30%。