半导体八大工艺之刻蚀工艺-干法刻蚀
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发布时间：2024-10-19 19:27
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时间：2024-10-24 07:55
干法蚀刻工艺在半导造中扮演着重要角色，它主要分为三种类型：物理干法蚀刻、化学干法蚀刻以及化学物理干法蚀刻。
在物理干法蚀刻工艺中，氩离子以约1至3keV的能量形成离子束，对晶圆表面进行物理磨损。离子束垂直或倾斜照射晶圆，蚀刻过程表现出绝对的各向异性，但选择性较低，且蚀刻速率低，因此在现代半导造中应用相对有限。
化学干法蚀刻则涉及气体与晶圆表面的化学反应。等离子体蚀刻工艺通过2.45GHz高频下的碰撞电离产生等离子体，自由基在气体放电区域被激发，与晶圆表面发生化学反应，实现各向同性的蚀刻。此方法适用于去除热氧化后的薄膜层，如硅、二氧化硅和氮化硅。
化学物理干法蚀刻结合了化学特性的物理蚀刻过程，适用于多种材料的精确控制蚀刻。反应离子蚀刻（RIE）工艺是一种化学物理蚀刻技术，通过在高频电极上的碰撞电离产生等离子体，实现精确控制的蚀刻特性，包括选择性、蚀刻轮廓、蚀刻速率和均匀性。RIE工艺在半导造中被广泛应用于构造各种薄膜。
干法蚀刻工艺的选择性和蚀刻速率受到多种因素的影响，包括工艺气体、气体混合物、高频发生器的功率、工艺气体流量和晶片温度。在等离子蚀刻中，通过调整蚀刻室内的压力、气体、电极距离以及电极材料，可以精确控制蚀刻速率和选择性，实现各向同性的蚀刻轮廓。对于硅和硅化合物，主要使用氟气和氯气作为蚀刻气体。
在实际应用中，干法蚀刻工艺的参数可以进行灵活调整，以适应不同材料的蚀刻需求。例如，在多晶硅蚀刻过程中，可能首先使用高蚀刻速率和低选择性的工艺去除原生氧化物，随后以更高的选择性蚀刻多晶硅，以满足特定的制造需求。
