MEMS(微機電系統(tǒng))材料刻蝕是MEMS器件制造過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一。由于MEMS器件通常具有微小的尺寸和復雜的三維結構,因此需要采用高精度的刻蝕技術來實現(xiàn)。常見的MEMS材料包括硅、氮化硅、金屬等,這些材料的刻蝕工藝需要滿足高精度、高均勻性和高選擇比的要求。在MEMS器件的制造中,通常采用化學氣相沉積(CVD)、物理的氣相沉積(PVD)等技術制備材料層,然后通過濕法刻蝕或干法刻蝕(如ICP刻蝕)等工藝去除多余的材料。這些刻蝕工藝的選擇和優(yōu)化對于提高MEMS器件的性能和可靠性至關重要。感應耦合等離子刻蝕在納米光子學中有重要應用。廣州材料刻蝕平臺
微機電系統(tǒng)(MEMS)材料刻蝕是MEMS器件制造過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一。MEMS器件通常具有微小的尺寸和復雜的結構,因此要求刻蝕技術具有高精度、高選擇性和高可靠性。傳統(tǒng)的機械加工和化學腐蝕方法已難以滿足MEMS器件制造的需求,而感應耦合等離子刻蝕(ICP)等先進刻蝕技術則成為了主流選擇。ICP刻蝕技術通過精確控制等離子體的參數(shù),可以在MEMS材料表面實現(xiàn)納米級的加工精度,同時保持較高的加工效率。此外,ICP刻蝕還能有效去除材料表面的微小缺陷和污染,提高MEMS器件的性能和可靠性。廣州南沙刻蝕技術ICP刻蝕技術為半導體器件制造提供了高效加工解決方案。
等離子刻蝕是將電磁能量(通常為射頻(RF))施加到含有化學反應成分(如氟或氯)的氣體中實現(xiàn)。等離子會釋放帶正電的離子來撞擊晶圓以去除(刻蝕)材料,并和活性自由基產(chǎn)生化學反應,與刻蝕的材料反應形成揮發(fā)性或非揮發(fā)性的殘留物。離子電荷會以垂直方向射入晶圓表面。這樣會形成近乎垂直的刻蝕形貌,這種形貌是現(xiàn)今密集封裝芯片設計中制作細微特征所必需的。一般而言,高蝕速率(在一定時間內(nèi)去除的材料量)都會受到歡迎。反應離子刻蝕(RIE)的目標是在物理刻蝕和化學刻蝕之間達到較佳平衡,使物理撞擊(刻蝕率)強度足以去除必要的材料,同時適當?shù)幕瘜W反應能形成易于排出的揮發(fā)性殘留物或在剩余物上形成保護性沉積(選擇比和形貌控制)。采用磁場增強的RIE工藝,通過增加離子密度而不增加離子能量(可能會損失晶圓)的方式,改進了處理過程。當需要處理多層薄膜時,以及刻蝕中必須精確停在某個特定薄膜層而不對其造成損傷時。
ICP材料刻蝕技術是一種基于感應耦合原理的等離子體刻蝕方法,其中心在于利用高頻電磁場在真空室內(nèi)激發(fā)氣體形成高密度的等離子體。這些等離子體中的活性粒子(如離子、電子和自由基)在電場作用下加速撞擊材料表面,通過物理濺射和化學反應兩種方式實現(xiàn)對材料的刻蝕。ICP刻蝕技術具有高效、精確和可控性強的特點,能夠在微納米尺度上對材料進行精細加工。此外,該技術還具有較高的刻蝕選擇比,能夠保護非刻蝕區(qū)域不受損傷,因此在半導體器件制造、光學元件加工等領域具有普遍應用前景。GaN材料刻蝕為高性能微波器件提供了有力支持。
GaN(氮化鎵)作為一種新型半導體材料,具有禁帶寬度大、電子飽和漂移速度高、擊穿電場強等特點,在高頻、大功率電子器件中具有普遍應用前景。然而,GaN材料的高硬度和化學穩(wěn)定性也給其刻蝕技術帶來了挑戰(zhàn)。近年來,隨著ICP刻蝕等干法刻蝕技術的不斷發(fā)展,GaN材料刻蝕技術取得了卓著進展。通過優(yōu)化等離子體參數(shù)和刻蝕工藝,實現(xiàn)了對GaN材料表面的高效、精確去除,同時保持了對周圍材料的良好選擇性。此外,采用先進的掩膜材料和刻蝕輔助技術,可以進一步提高GaN材料刻蝕的精度和均勻性,為制備高性能GaN器件提供了有力支持。這些比較新進展不只推動了GaN材料在高頻、大功率電子器件中的應用,也為其他新型半導體材料的刻蝕技術提供了有益借鑒。Si材料刻蝕用于制造高性能的太陽能電池板。甘肅氧化硅材料刻蝕外協(xié)
MEMS材料刻蝕技術提升了微執(zhí)行器的精度。廣州材料刻蝕平臺
氮化硅(Si3N4)材料因其優(yōu)異的機械性能、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,在半導體制造、光學元件制備等領域得到了普遍應用。然而,氮化硅材料的高硬度和化學穩(wěn)定性也給其刻蝕過程帶來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的濕法刻蝕方法難以實現(xiàn)對氮化硅材料的高效、精確加工。因此,研究人員開始探索新的刻蝕方法和工藝,如采用ICP刻蝕技術結合先進的刻蝕氣體配比,以實現(xiàn)更高效、更精確的氮化硅材料刻蝕。ICP刻蝕技術通過精確調(diào)控等離子體參數(shù)和化學反應條件,可以實現(xiàn)對氮化硅材料微米級乃至納米級的精確加工,同時保持較高的刻蝕速率和均勻性。此外,通過優(yōu)化刻蝕腔體結構和引入先進的刻蝕氣體配比,還可以進一步提高氮化硅材料刻蝕的選擇性和表面質(zhì)量。廣州材料刻蝕平臺