材料刻蝕是一種通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理作用將材料表面的一部分或全部去除的技術(shù)。它在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,以下是其中一些主要的應(yīng)用:1.微電子制造:在微電子制造中,刻蝕被用于制造集成電路和微電子器件。通過(guò)刻蝕技術(shù),可以在硅片表面上制造出微小的結(jié)構(gòu)和電路,從而實(shí)現(xiàn)高度集成的電子設(shè)備。2.光學(xué)制造:在光學(xué)制造中,刻蝕被用于制造光學(xué)元件,如透鏡、棱鏡和濾光片等。通過(guò)刻蝕技術(shù),可以在光學(xué)元件表面上制造出精細(xì)的結(jié)構(gòu)和形狀,從而實(shí)現(xiàn)更高的光學(xué)性能。3.生物醫(yī)學(xué):在生物醫(yī)學(xué)中,刻蝕被用于制造微流控芯片和生物芯片等。通過(guò)刻蝕技術(shù),可以在芯片表面上制造出微小的通道和反應(yīng)室,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物樣品的分析和檢測(cè)。4.納米技術(shù):在納米技術(shù)中,刻蝕被用于制造納米結(jié)構(gòu)和納米器件。通過(guò)刻蝕技術(shù),可以在材料表面上制造出納米級(jí)別的結(jié)構(gòu)和形狀,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的調(diào)控和優(yōu)化??傊牧峡涛g是一種非常重要的制造技術(shù),它在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。隨著科技的不斷發(fā)展,刻蝕技術(shù)也將不斷進(jìn)化和完善,為各行各業(yè)帶來(lái)更多的創(chuàng)新和發(fā)展機(jī)會(huì)??涛g技術(shù)可以通過(guò)控制刻蝕速率和刻蝕深度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的精確加工。貴州氮化鎵材料刻蝕
等離子體刻蝕機(jī)要求相同的元素:化學(xué)刻蝕劑和能量源。物理上,等離子體刻蝕劑由反應(yīng)室、真空系統(tǒng)、氣體供應(yīng)、終點(diǎn)檢測(cè)和電源組成。晶圓被送入反應(yīng)室,并由真空系統(tǒng)把內(nèi)部壓力降低。在真空建立起來(lái)后,將反應(yīng)室內(nèi)充入反應(yīng)氣體。對(duì)于二氧化硅刻蝕,氣體一般使用CF4和氧的混合劑。電源通過(guò)在反應(yīng)室中的電極創(chuàng)造了一個(gè)射頻電場(chǎng)。能量場(chǎng)將混合氣體激發(fā)或等離子體狀態(tài)。在激發(fā)狀態(tài),氟刻蝕二氧化硅,并將其轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性成分由真空系統(tǒng)排出。ICP刻蝕設(shè)備能夠進(jìn)行(氮化鎵)、(氮化硅)、(氧化硅)、(鋁鎵氮)等半導(dǎo)體材料進(jìn)行刻蝕?;瘜W(xué)刻蝕外協(xié)刻蝕技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)微納加工中的多層結(jié)構(gòu)制備,如光子晶體、微透鏡等。
相比刻蝕用單晶硅材料,芯片用單晶硅材料是芯片等終端產(chǎn)品的原材料,市場(chǎng)比較廣闊,國(guó)產(chǎn)替代的需求也十分旺盛。SEMI的統(tǒng)計(jì)顯示,2018年全球半導(dǎo)體制造材料市場(chǎng)規(guī)模為322.38億美元,其中硅材料的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到121.24億美元,占比高達(dá)37.61%。刻蝕用單晶硅材料和芯片用單晶硅材料在制造環(huán)節(jié)上有諸多相似之處:積累的固液共存界面控制技術(shù)、熱場(chǎng)尺寸優(yōu)化工藝、多晶硅投料優(yōu)化等工藝技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為進(jìn)入新賽道提供了產(chǎn)業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的支撐??涛g成了通過(guò)溶液、反應(yīng)離子或其它機(jī)械方式來(lái)剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱。
介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕,如二氧化硅。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:各向異性好,選擇比高,可控性、靈活性、重復(fù)性好,細(xì)線條操作安全,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,無(wú)化學(xué)廢液,處理過(guò)程未引入污染,潔凈度高。缺點(diǎn)是:成本高,設(shè)備復(fù)雜。干法刻蝕主要形式有純化學(xué)過(guò)程(如屏蔽式,下游式,桶式),純物理過(guò)程(如離子銑),物理化學(xué)過(guò)程,常用的有反應(yīng)離子刻蝕RIE,離子束輔助自由基刻蝕ICP等。干法刻蝕方式比較多,一般有:濺射與離子束銑蝕,等離子刻蝕(PlasmaEtching),高壓等離子刻蝕,高密度等離子體(HDP)刻蝕,反應(yīng)離子刻蝕(RIE)。另外,化學(xué)機(jī)械拋光CMP,剝離技術(shù)等等也可看成是廣義刻蝕的一些技術(shù)??涛g技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的高精度加工,從而制造出具有高性能的微納器件。
在GaN發(fā)光二極管器件制作過(guò)程中,刻蝕是一項(xiàng)比較重要的工藝。ICP干法刻蝕常用在n型電極制作中,因?yàn)樵谒{(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)LED,n型電極和P型電極位于同一側(cè),需要刻蝕露出n型層。ICP是近幾年來(lái)比較常用的一種離子體刻蝕技術(shù),它在GaN的刻蝕中應(yīng)用比較普遍。ICP刻蝕具有等離子體密度和等離子體的轟擊能量單*可控,低壓強(qiáng)獲得高密度等離子體,在保持高刻蝕速率的同事能夠產(chǎn)生高的選擇比和低損傷的刻蝕表面等優(yōu)勢(shì)。ICP(感應(yīng)耦合等離子)刻蝕GaN是物料濺射和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的復(fù)雜過(guò)程??涛gGaN主要使用到氯氣和三氯化硼,刻蝕過(guò)程中材料表面表面的Ga-N鍵在離子轟擊下破裂,此為物理濺射,產(chǎn)生活性的Ga和N原子,氮原子相互結(jié)合容易析出氮?dú)猓珿a原子和Cl離子生成容易揮發(fā)的GaCl2或者GaCl3??涛g技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的選擇性刻蝕,從而制造出復(fù)雜的微納結(jié)構(gòu)。深圳GaN材料刻蝕
刻蝕技術(shù)可以通過(guò)選擇不同的刻蝕模板和掩模來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的刻蝕形貌和結(jié)構(gòu)。貴州氮化鎵材料刻蝕
材料刻蝕是一種重要的微納加工技術(shù),可以用于制作微電子器件、MEMS器件、光學(xué)元件等??刂撇牧峡涛g的精度和深度是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量微納加工的關(guān)鍵之一。首先,要選擇合適的刻蝕工藝參數(shù)??涛g工藝參數(shù)包括刻蝕氣體、功率、壓力、溫度等,這些參數(shù)會(huì)影響刻蝕速率、表面質(zhì)量和刻蝕深度等。通過(guò)調(diào)整這些參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)刻蝕深度和精度的控制。其次,要使用合適的掩模。掩模是用于保護(hù)需要保留的區(qū)域不被刻蝕的材料,通常是光刻膠或金屬掩膜。掩模的質(zhì)量和準(zhǔn)確性會(huì)直接影響刻蝕的精度和深度。因此,需要選擇合適的掩模材料和制備工藝,并進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。除此之外,要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋控制。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刻蝕過(guò)程中的參數(shù),如刻蝕速率、刻蝕深度等,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整。反饋控制可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整刻蝕工藝參數(shù),以實(shí)現(xiàn)更精確的控制。綜上所述,控制材料刻蝕的精度和深度需要選擇合適的刻蝕工藝參數(shù)、使用合適的掩模和進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋控制。這些措施可以幫助實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量微納加工。貴州氮化鎵材料刻蝕