等离子体和反应离子刻蚀硅的各向异性 及均匀性实验研究

在反应离子刻蚀(RIE)及等离子体刻蚀(PE)设备中,分别采用CF_4,SF_6,NF_3和C_7F_(14),腐蚀剂气体,对(100)Si进行刻蚀.研究了工艺条件对刻蚀各向异性及均匀性的影响.结果表明,RIE的各向异性与均匀性均优于PE.RIE的各向异性值A与刻蚀气体中的添加剂成份有关,添加20%Ar时A最大值为5.4;添加20%C_2F_5Cl时,A值可高达10以上.在RIE中,CF_4和NF_3,的刻蚀均匀性优于SF_6,最佳刻蚀均匀性平均值优于5%,添加剂对刻蚀均匀性没有明显的影响.而PE显示各向同性的刻蚀特征,均匀性约为16.5%.并对各向异性及均匀性的起因作了解释.     

反应离子深刻蚀（RIE）技术的研究

本文概述了微机的发展前景和反应离子刻蚀技术在微机械研究中的应用。采用ＮＦ３ＴＳＦ６／ＣＣｌ２Ｆ２混合气体，在平板型反应离子刻蚀仪上，对硅进行了反应离子深刻蚀的研究，获得了一批经验数据。     

二氧化硅的反应离子刻蚀工艺研究

采用CHF3、CF4、CHF3＋CF4、CHF3＋O2和CF4＋O2五种工艺气体体系对二氧化硅（SiO2）作反应离子刻蚀实验,在确定最优刻蚀气体基础上,研究射频功率和气体流量配比对刻蚀速率、均匀性和选择比等主要刻蚀参数的影响。通过对实验结果比较分析,确定了刻蚀速率79nm/min、非均匀性4%、对光刻胶的选择比0.81的优化工艺。     

MEMS工艺中反应离子深刻蚀硅片的数值模型研究

反应离子深刻蚀(DRIE)是目前MEMS加工中便捷有效的主流加工工艺之一.开发较为快捷有效的工艺仿真模型与工具,对于工艺的数值预报,有着重要的作用.通过对现有表面演化算法的比较,建立了一种基于单一表面演化算法的反应离子深刻蚀模型,有效地解决了运算效率、材料区分等问题及对原表面演化算法稳定性的改善,并对深刻蚀中的淀积模型进行了改进.与实验结果较为一致的模拟结果验证了本文模型的有效性.     

AlCu合金的反应离子刻蚀工艺研究

AlCu合金的反应离子刻蚀具有其工艺特殊性,如Cu的去除、侧壁的保护、后腐蚀的抑制等。采用BCl3、Cl2、N2和CH4刻蚀AlCu合金,获得了优化的工艺参数,分析了CH4的侧壁保护作用,重点研究了刻蚀残留物的去除。     

MEMS悬浮结构深反应离子刻蚀保护方法对比研究

分别对基于硅玻键合与硅硅键合的MEMS加工工艺中悬浮结构深反应离子刻蚀保护方法进行对比研究,获得最佳结构刻蚀保护方法。基于硅玻键合工艺的最佳刻蚀保护方法：在结构层背面溅射金属作为保护层;基于硅硅键合工艺的最佳刻蚀保护方法：将结构刻通区域衬底硅暴露及结构层背面制作图形化的SiO2保护层相结合的方式保护。结构保护后,经长时间过刻蚀,结构依然完整无损。     

用于MEMS器件制造的深反应离子刻蚀设备

深反应离子刻蚀(DRIE)设备,主要应用于MEMS器件制造中Si材料的深槽刻蚀[1].介绍了一种用于硅材料的高深宽比反应离子刻蚀设备,采用ICP技术,刻蚀深宽比≥25∶1.着重阐述了该设备的结构组成、设计方法及控制方法.     

Pyrex 7740玻璃深刻蚀掩模研究

玻璃湿法深刻蚀掩模常采用低压化学气相沉积(LPCVD)多晶硅、Cr/Au金属层+光刻胶等,但往往会在玻璃中引入应力,影响后期应用(如阳极键合),而且Cr/Au金属层价格昂贵。为避免以上缺点,引入了SX AR—PC 5000/40保护胶+WBR2075干膜作为玻璃的刻蚀掩模,在HF︰NH4F,HF︰HCl,HF︰HCl︰NH4F刻蚀溶液中进行了大量实验。实验结果表明:SX AR—PC 5000/40抗腐蚀能力强,且成功实现了对Pyrex 7740玻璃131μm的深刻蚀。整个工艺过程与IC工艺兼容,可以进行圆片级批量加工。实验结果对圆片级封装和其他MEMS器件的制作有一定参考作用。     

一种高灵敏度硅微机械陀螺的设计与制造

设计与制造了一种高灵敏度的硅微机械陀螺。陀螺用静电来驱动,用连接成惠斯顿电桥的压阻式力敏电阻应变计来检测。主梁、微梁 质量块结构实现了高灵敏度。比较硬的主梁提供了一定的机械强度,并且提供了高共振频率。微梁很细,检测时微梁沿轴向直拉直压。力敏电阻应变计就扩散在微梁上,质量块很小的挠动就能在微梁上产生很大的应力,输出很大的信号。5V条件下,陀螺检测部分的理论灵敏度达到27.45mV/gn。压阻式四端器件用来监测驱动振幅,可以反馈补偿压阻的温度系数。检测模态的Q值达260使陀螺能在大气下工作。陀螺利用普通的n型硅片制造,为了刻蚀高深宽比的结构,使用了深反应离子刻蚀(DRIE)工艺。     

Notching效应在MEMS风速仪制造工艺中的应用

深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在目前的硅微机械高深宽比结构加工中应用十分广泛。在SOI硅片DRIE刻蚀过程中,存在着一些被认为对刻蚀速率和结构轮廓不利的效应,如横向刻蚀(Notching)效应。通过在结构旁布置牺牲结构-硅岛,利用Notching效应加工出以悬空硅作为敏感单元的风速仪,其响应时间常数和电阻温度系数TCR(Temperature Coefficient of Resistant)分别为1.08μs和4 738×10-6/℃。正如所描述的,对于特定的微机械应用,Notching效应可以转变为一种加工优势,提高了微加工过程中的变化性。     

微机械加工中的RIE技术

简述了反应离子刻蚀(RIE)技术在微型传感器部件加工制造中的应用,报道了采用NF_3、SF_6等气体反应离子刻蚀Si的实验结果,研制出了φ300μm的微型Si齿轮。     

高选择性的SiO2/Si干法腐蚀工艺

高选择性的二氧化硅对单晶硅及多晶硅的干法腐蚀工艺在半导体加工领域占有重要地位，本文通过大量实验研究出了一种以CHF3和SF6作为主要进给气体，通过调节CHF3和SF6的流量来相应地控制等离子体中有效的F：C比率从而实现较高的腐蚀选择比或较高的腐蚀速率、两步法腐蚀引线孔的反应离子刻蚀工艺。     

Deep Vertical Etching of Silicon Wafers Using a Hydrogenation-Assisted Reactive Ion Etching

A novel hydrogenation-assisted deep reactive ion etching of silicon is reported. The process uses sequential hydrogen-assisted passivation and plasma etching at low-density plasma powers to stimulate the vertical removal of the exposed Si substrate. The main feature of this technique is the sequential alternation of the electrodes while switching between different gases. Three-dimensional structures with aspect ratios in excess of 40:1 and features as small as 0.7 mum have been realized. The net etch rate is about 0.25 mum/min, although higher rates are expected to be achievable.     

二氧化硅的干法刻蚀工艺研究

主要研究了二氧化硅的干法刻蚀工艺.运用反应离子刻蚀设备(RIE150×4)进行了一系列的刻蚀实验,采用不同的工艺条件对二氧化硅进行选择刻蚀工艺研究,得出了不同工艺条件对应的刻蚀速率、均匀性、选择比等刻蚀参数,并对结果进行了比较与分析,得到了相对最佳的工艺条件.     

石英湿法腐蚀及侧壁晶棱修平工艺研究

以石英陀螺的微结构为研究对象,对石英的湿法腐蚀规律进行研究.选用500 μn厚Z切向石英片,蒸镀10 nm厚Cr膜和200 nm厚金膜作为掩模层,选用40%氢氟酸和40%氟化铵的1:1混合溶液作为腐蚀液.通过在不同温度下的腐蚀试验,表明腐蚀速率随温度增加而增大,温度过低腐蚀过慢影响腐蚀效率,温度过高使石英侧壁表面粗糙度增加.经过试验摸索,在70℃下腐蚀,可获得表面质量较好的石英微结构.石英在湿法腐蚀中结构侧壁会产生两级晶棱,根据侧壁主要晶面的腐蚀速率,计算出修平侧壁两级晶棱所需时间分别为8h和27h,经过试验验证,在预计时间内,石英侧壁晶棱基本修平.