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?通過使用各向同性和各向異性工藝,可以高精度地創(chuàng)建由硅濕法蝕刻產生的微觀結構。各向同性蝕刻速度更快,但可能會在掩模下蝕刻以形成圓形。可以更精確地控制各向異性蝕刻,并且可以產生具有精確尺寸的直邊。在每種情況下,控制蝕刻浴溫度和蝕刻劑濃度對于成功創(chuàng)建微結構和后續(xù)批次的可重復性至關重要。
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1.各向同性和各向異性蝕刻有何不同
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硅片具有單晶晶格結構,在各個方向重復,但各個方向的密度不同。垂直平面包含與對角平面不同數(shù)量的硅原子。這意味著使用某些蝕刻劑的蝕刻在具有更多原子的方向上較慢,而在具有較少原子的方向上進行得更快。
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用于各向同性蝕刻的蝕刻劑,如氫氟酸,在所有方向上以相同的速度蝕刻,與硅原子密度無關。對于用于各向異性蝕刻的蝕刻劑,例如氫氧化鉀 (KOH),蝕刻速度取決于晶格平面中硅原子的數(shù)量,因此取決于不同平面的方向。
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各向異性蝕刻速度的差異允許更好地控制蝕刻到硅晶片中的形狀。通過硅晶片的相應取向,可以定時蝕刻以產生直邊或成角度的邊和尖角??梢詼p少掩模下的蝕刻。
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2.如何在半導體制造中使用各向同性和各向異性蝕刻
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各向同性蝕刻比各向異性蝕刻更難控制,但速度更快。在硅晶片制造的初始階段,大型特征被蝕刻到硅中。在制造的這個階段,蝕刻速度對設施吞吐量很重要。各向同性蝕刻用于快速創(chuàng)建這些帶有圓形邊角的大形狀。盡管工藝工程師和操作員對被蝕刻特征的形狀的控制較少,但準確的溫度和濃度控制仍然很重要,以確保在不同批次加工的晶片上產生的圓形形狀相同。
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在用各向同性工藝蝕刻大形狀后,微結構和金屬路徑需要更好地控制細節(jié)。只要硅晶片的晶格結構正確定向,各向異性蝕刻就提供這種控制。各向異性KOH 蝕刻可靠且易于控制。它可用于創(chuàng)建最終半導體產品所需的精確、直邊形狀。精確控制溫度和蝕刻劑濃度對于各向異性蝕刻甚至更為重要,因為這些工藝參數(shù)強烈影響各個方向的蝕刻速度,從而影響蝕刻的最終形狀。
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