Ætsning og ætset morfologi

I halvlederchipfremstillingsprocessen er vi som at bygge en skyskraber på et riskorn. Litografimaskinen er som en byplanlægger, der bruger "lys" til at tegne planen for bygningen på waferen; mens ætsning er som en billedhugger med præcisionsværktøjer, der er ansvarlig for nøjagtigt at udskære kanalerne, hullerne og linjerne i henhold til planen. Hvis du nøje observerer tværsnittet af disse "kanaler", vil du opdage, at deres former ikke er ensartede; nogle er trapezformede (bredere i toppen og smallere forneden), mens andre er perfekte rektangler (lodrette sidevægge). Disse former er ikke vilkårlige; bag dem ligger et komplekst samspil mellem fysiske og kemiske principper, der direkte bestemmer chippens ydeevne.

I. Grundlæggende principper for ætsning: En kombination af fysiske og kemiske effekter

Ætsning, kort sagt, er selektiv fjernelse af materiale, der ikke er beskyttet af fotoresist. Det er hovedsageligt opdelt i to kategorier:

1. Vådætsning: Bruger kemiske opløsningsmidler (såsom syrer og baser) til ætsning. Det er i det væsentlige en rent kemisk reaktion, og ætsningsretningen er isotropisk - det vil sige, den forløber med samme hastighed i alle retninger (foran, bagved, venstre, højre, op, ned).

2. Tørætsning (Plasmaætsning): Dette er den almindelige teknologi i dag. I et vakuumkammer indføres procesgasser (såsom gasser indeholdende fluor eller klor), og plasma genereres af en radiofrekvensstrømforsyning. Plasmaet indeholder højenergi-ioner og aktive frie radikaler, som arbejder sammen på den ætsede overflade.

Tørætsning kan skabe forskellige former, netop fordi den fleksibelt kan kombinere det "fysiske angreb" og det "kemiske angreb":

Kemisk sammensætning: Ansvarlig for aktive frie radikaler. De reagerer kemisk med waferens overflademateriale og genererer flygtige produkter, som derefter fjernes. Dette angreb er isotropt, hvilket gør det muligt at "klemme sig igennem" og ætse sideværts, hvilket let danner trapezformede former.

Fysisk sammensætning: Positivt ladede højenergi-ioner, accelereret af et elektrisk felt, bombarderer waferoverfladen vinkelret. I lighed med sandblæsning af en overflade er dette "ionbombardement" anisotropisk, primært lodret nedad, og kan "ligelinet" skære sidevæggene ud.

I avancerede fremstillingsprocesser er transistortætheden ekstrem høj, og pladsen er ekstremt kostbar.

1. Trapez (tilspidset profil) – Primært kemisk angreb

Dannelsesprincip: Når kemisk ætsning dominerer processen, mens fysisk bombardement er svagere, sker følgende: ætsning fortsætter ikke kun nedad, men korroderer også området under fotoresistmasken og de blotlagte sidevægge. Dette bevirker, at materialet under den beskyttede maske gradvist "udhules" og danner en skrå sidevæg, der er bredere i toppen og smallere forneden, dvs. en trapez.

God trindækning: I efterfølgende tyndfilmaflejringsprocesser gør trapezets skrå struktur det nemmere for materialer (såsom metaller) at blive jævnt dækket, hvilket undgår brud i stejle hjørner.

Reduceret stress: Den skrå struktur spreder stress bedre, hvilket forbedrer enhedens pålidelighed.

Høj procestolerance: Relativt let at implementere.

2. Rektangulær (lodret profil) – Primært fysisk angreb

Dannelsesprincip: Når fysisk ionbombardement dominerer processen, og den kemiske sammensætning er nøje kontrolleret, dannes en rektangulær profil. Højenergi-ioner, som utallige små projektiler, bombarderer waferoverfladen næsten lodret og opnår ekstremt høje vertikale ætsningshastigheder. Samtidig danner ionbombardement et "passiveringslag" (f.eks. dannet ved ætsning af biprodukter) på sidevæggene; denne beskyttende film modstår effektivt lateral korrosion fra kemiske frie radikaler. I sidste ende kan ætsning kun fortsætte lodret nedad, hvilket udskærer en rektangulær struktur med næsten 90 graders sidevægge.

I avancerede fremstillingsprocesser er transistortætheden ekstrem høj, og pladsen er ekstremt kostbar.

Højeste pålidelighed: Den bevarer maksimal overensstemmelse med det fotolitografiske plan, hvilket sikrer nøjagtige kritiske dimensioner (CD) af enheden.

Sparer areal: Lodrette strukturer gør det muligt at fremstille enheder med et minimalt fodaftryk, nøglen til chipminiaturisering.

Semicorex tilbyder præcisionCVD SiC komponenteri ætsning. Hvis du har spørgsmål eller brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com