Pii- ja piikarbidikiekkojen etsauserojen ymmärtäminen

Kuivaetsausprosesseissa, erityisesti reaktiivisessa ionietsauksessa (RIE), syövytettävän materiaalin ominaisuuksilla on merkittävä rooli syövytysnopeuden ja syövytettyjen rakenteiden lopullisen morfologian määrittämisessä. Tämä on erityisen tärkeää verrattaessa etsauskäyttäytymistäpiikiekkojajapiikarbidikiekot (SiC).. Vaikka molemmat ovat yleisiä materiaaleja puolijohteiden valmistuksessa, niiden suuresti erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet johtavat vastakkaisiin etsaustuloksiin.

Materiaalien ominaisuuksien vertailu:Piivs.Piikarbidi

Taulukosta käy selvästi ilmi, että piikarbidi on paljon kovempaa kuin pii, ja sen Mohsin kovuus on 9,5 ja lähestyy timantin kovuutta (Mohsin kovuus 10). Lisäksi piikarbidilla on paljon suurempi kemiallinen inertti, mikä tarkoittaa, että se vaatii erittäin erityisiä olosuhteita kemiallisten reaktioiden läpikäymiseksi.

Etsausprosessi:Piivs.Piikarbidi

RIE-etsaus sisältää sekä fyysisen pommituksen että kemiallisia reaktioita. Materiaalien, kuten piin, jotka ovat vähemmän kovia ja kemiallisesti reaktiivisempia, prosessi toimii tehokkaasti. Piin kemiallinen reaktiivisuus mahdollistaa helpomman syövytyksen, kun se altistuu reaktiivisille kaasuille, kuten fluorille tai kloorille, ja ionien aiheuttama fyysinen pommitus voi helposti rikkoa piihilan heikommat sidokset.

Sitä vastoin piikarbidi asettaa merkittäviä haasteita sekä etsausprosessin fysikaalisista että kemiallisista näkökohdista. SiC:n fyysisellä pommituksella on vähemmän vaikutusta sen korkeamman kovuuden vuoksi, ja kovalenttisilla Si-C-sidoksilla on paljon korkeammat sidosenergiat, mikä tarkoittaa, että niitä on paljon vaikeampi rikkoa. Piikarbidin korkea kemiallinen inertisyys pahentaa ongelmaa entisestään, koska se ei reagoi helposti tyypillisten syövytyskaasujen kanssa. Seurauksena on, että piikiekoilla on ohuemmuudestaan ​​huolimatta taipumus etsautua hitaammin ja epätasaisemmin piikiekoihin verrattuna.

Miksi pii syövyttyy nopeammin kuin piikarbidi?

Piikiekkoja syövytettäessä materiaalin pienempi kovuus ja reaktiivisempi luonne johtavat tasaisempaan ja nopeampaan prosessiin, jopa paksummille kiekoille, kuten 675 µm piille. Kuitenkin syövyttäessä ohuempia SiC-kiekkoja (350 µm), etsausprosessi vaikeutuu materiaalin kovuuden ja Si-C-sidosten katkeamisen vaikeuden vuoksi.

Lisäksi piikarbidin hitaampi syövytys johtuu sen korkeammasta lämmönjohtavuudesta. Piikarbidi haihduttaa lämpöä nopeasti vähentäen paikallista energiaa, joka muuten auttaisi etsausreaktioiden ohjaamisessa. Tämä on erityisen ongelmallista prosesseissa, jotka tukeutuvat lämpövaikutuksiin kemiallisten sidosten katkaisemisessa.

SiC:n etsausnopeus

Piikarbidin etsausnopeus on huomattavasti hitaampi kuin piin. Optimaalisissa olosuhteissa piikarbidin etsausnopeudet voivat olla noin 700 nm minuutissa, mutta tämän nopeuden lisääminen on haastavaa materiaalin kovuuden ja kemiallisen stabiiliuden vuoksi. Kaikki pyrkimykset lisätä syövytysnopeutta on tasapainotettava huolellisesti fyysisen pommituksen intensiteetin ja reaktiivisen kaasun koostumuksen kanssa vaarantamatta syövytyksen tasaisuutta tai pinnan laatua.

SiO₂:n käyttö maskikerroksena piikarbidin etsaukseen

Yksi tehokas ratkaisu SiC-etsauksen asettamiin haasteisiin on vankan maskikerroksen, kuten paksumman SiO₂kerroksen, käyttö. SiO₂ kestää paremmin reaktiivista ionisyövytysympäristöä, mikä suojaa alla olevaa piikarbidia ei-toivotulta etsaukselta ja varmistaa etsattujen rakenteiden paremman hallinnan.

Paksumman SiO₂-maskikerroksen valinta tarjoaa riittävän suojan sekä fysikaalista pommittelua että piikarbidin rajoitettua kemiallista reaktiivisuutta vastaan, mikä johtaa johdonmukaisempaan ja tarkempaan etsaustulokseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että piikarbidikiekkojen syövyttäminen vaatii piihin verrattuna erikoistuneempia lähestymistapoja, kun otetaan huomioon materiaalin äärimmäinen kovuus, korkea sidosenergia ja kemiallinen inertiteetti. Sopivien maskikerrosten, kuten SiO₂, käyttö ja RIE-prosessin optimointi voivat auttaa voittamaan joitakin näistä etsausprosessin vaikeuksista.

Semicorex tarjoaa korkealaatuisia komponentteja mmetsaus rengas, suihkupääjne. syövytystä tai ioni-istutusta varten. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com