基于PS球自组装技术的GaN纳米柱阵列ICP刻蚀工艺研究

选用蓝宝石衬底上生长的P型氮化镓为材料,通过自组装技术制备的PS球为掩膜,采用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀的方法来制备形状规则、周期均匀的纳米结构。在制备过程中,氮化镓纳米结构的形貌受诸多因素的影响,例如胶体球掩膜自组装的形貌,ICP刻蚀所通入的气体类型、气体比例、刻蚀功率源、刻蚀时间等。系统地研究了刻蚀过程中通入的气体类型、气体比例和刻蚀功率源、刻蚀时间对氮化镓纳米结构形貌的影响,并进行调整优化。利用扫描电子显微镜(SEM)对氮化镓进行的形貌分析表明:(1)随着刻蚀功率源和刻蚀时间的增大,掩膜层PS球的尺寸会随之减小使得刻蚀得到的纳米结构直径减小;(2)氮化镓纳米结构的形貌、刻蚀速率受到刻蚀通入的气体类型和比例影响,在Ar和CF_(4)或SF_(6)的组合气体作用下刻蚀速率相对非常缓慢,最高为15 nm/min,而Cl_(2)和BCl_(3)的组合气体作用速率可达到150 nm/min。

基于ICP的Ar等离子体干法刻蚀Ti/Ni/Ag薄膜

在电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺中,选择合适的刻蚀条件对Ti/Ni/Ag薄膜的刻蚀至关重要。使用氩气(Ar)作为刻蚀气体,研究了射频偏压功率、气体体积流量、腔体压强、刻蚀时间等多个参数对功率芯片背面Ti/Ni/Ag薄膜刻蚀深度的影响,并优化刻蚀工艺参数。实验结果表明,调节射频偏压功率和Ar体积流量可以显著影响刻蚀速率,进而对薄膜的微结构进行有效调控。通过优化工艺参数,在射频偏压功率300 W、Ar体积流量40 cm^(3)/min、腔体压强1.2 Pa、刻蚀时间50 min下,芯片Ti/Ni/Ag薄膜的刻蚀深度达到283.25μm,有效提升了刻蚀效率和刻蚀精度。

用于GaN基HEMT栅极金属TiN的ICP刻蚀工艺

GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频(RF)通信及新能源汽车领域有着巨大的应用潜力。TiN材料因其良好的热稳定性、化学稳定性及工艺兼容性,可用作GaN基HEMT的栅极材料。采用ULVAC公司生产的NE-550型电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对TiN材料进行了干法刻蚀工艺的研究。采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl_(2)和BCl_(3)混合气体作为工艺气体,通过调整工艺参数,研究了ICP源功率、射频(RF)偏压功率、腔体压力、气体体积流量以及载台温度对TiN刻蚀速率和侧壁角度的影响。最后通过优化工艺参数,得到了TiN刻蚀速率为333 nm/min,底部平整且侧壁角度为81°的栅极结构。

ICP深硅刻蚀工艺研究

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是微机电系统器件加工中的关键技术之一。利用英国STS公司STS Multiplex刻蚀机,研究了ICP刻蚀中极板功率、腔室压力、刻蚀/钝化周期、气体流量等工艺参数对刻蚀形貌的影响,分析了刻蚀速率和侧壁垂直度的影响原因,给出了深硅刻蚀、侧壁光滑陡直刻蚀和高深宽比刻蚀等不同形貌刻蚀的优化工艺参数。

ICP刻蚀硅形貌控制研究

硅的刻蚀形貌控制是MEMS器件加工中的关键技术之一,形貌控制是硅表面刻蚀和钝化反应取得平衡的结果,任何影响刻蚀和钝化反应的因素都会影响到刻蚀形貌。采用中科院微电子研发中心研制的基于化学平衡原理的ICP-98A等离子刻蚀机,对ICP刻蚀当中影响形貌的关键工艺参数进行了研究和分析,研究了源功率RF1、射频功率RF2及气体(SF6和C4F8)比例对刻蚀形貌的影响,分析了bow ing现象产生机制,并给出了降低这种现象的工艺方法。该研究对提高硅的ICP刻蚀形貌控制具有重要的指导意义。

ICP刻蚀技术研究

介绍感应耦合等离子(ICP)的刻蚀原理,研究以SF6为刻蚀气体,不同的电极功率、气体流量、反应室压强、反应室温度、样片开槽宽度等工艺参数对Si和SiO2的刻蚀速率和选择比的影响.实验结果表明,提高RF1功率和SF6流量,可以提高刻蚀速率和选择比,提高RF2功率虽能提高刻蚀速率但降低选择比,反应室压强上升到1.2Pa时,刻蚀速率达最大值,刻蚀温度为零度时,Si的刻蚀速率最大,开槽宽度对刻蚀速率影响不大.

InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料的ICP刻蚀

分别采用Cl2/Ar和SiCl4/Ar作为刻蚀气体对InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料进行ICP(Inductively Couple Plasma)刻蚀。结果表明,两种刻蚀气体的刻蚀深度与刻蚀时间都呈线性关系;在2 mTorr气压下,RF功率为50 W,SiCl4流量为3 sccm,Ar为9 sccm时,刻蚀速率为100 nm/min,且与材料的掺杂浓度无关。实验还表明,SiCl4/Ar作为刻蚀气体时,Ar流量在很大范围内对刻蚀速率没用明显影响,但Ar的流量越大,刻蚀的均匀性越好;用Cl2/Ar作为刻蚀气体时,刻蚀速率也是100 nm/min,但Ar流量对刻蚀速率有影响:当Ar流量小于3 sccm时,刻蚀速率随Ar流量的减小而明显降低。

ICP刻蚀技术在MEMS器件制作中的应用

简单介绍了ICP刻蚀系统和刻蚀原理。通过实验分析了ICP刻蚀SiO2和Cr时,刻蚀速率随相关工艺参数变化而变化的几点规律。同时给出了用ICP刻蚀出的MEMS传感器Si基腔的表面形貌图和Cr电阻的显微镜照片。

Cl_2/BCl_3ICP刻蚀GaN基LED的规律研究

研究了用Cl2/BCl3刻蚀GaN基LED中,工艺参数对GaN刻蚀速率、刻蚀侧壁和GaN与SiO2刻蚀选择比的影响。研究结果表明,刻蚀速率随着ICP功率和压强的增大先增大继而减小,随RF功率的增大单调增大;刻蚀选择比随ICP功率增大单调减小,随压强增大而增大。还研究了刻蚀速率和选择比与气体比例变化的关系。刻蚀SEM图表明,压强和RF功率增大会使刻蚀垂直度增大。

Pyrex玻璃的ICP刻蚀技术研究

以SF6/Ar为刻蚀气体,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀Pyrex玻璃,研究气体流量、射频功率对刻蚀速率及刻蚀面粗糙度的影响。采用正交实验方法找出优化的实验参数,得到Pyrex玻璃刻蚀速率为106.8nm/min,表面粗糙度为Ra=5.483nm,实验发现增加自偏压是提高刻蚀速率、减小刻蚀面粗糙度的有效方法。

碳化硅薄膜的ICP浅刻蚀工艺研究

选用SF6/O2混合气体对等离子体增强化学气相淀积(PECVD)法制备的碳化硅(Si C)薄膜进行了浅槽刻蚀,并通过正交试验设计方法,研究了感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术中反应室压强、偏压射频(BRF)功率、O2比例三个工艺参数对碳化硅薄膜刻蚀速率的影响及其显著性。实验结果表明:BRF功率对于刻蚀速率的影响具有高度显著性,各因素对刻蚀速率的影响程度依次为BRF功率>反应室压强>O2比例,并讨论了所选因素对碳化硅薄膜刻蚀速率的影响机理。

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格台面的ICP刻蚀研究

报道了采用Cl_2/N_2电感耦合等离子(ICP)组合体刻蚀工艺在InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外焦平面台面加工过程中的研究结果,实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长的PIN型超晶格材料。结果表明,气体流量比例直接对刻蚀速率和刻蚀形貌产生影响,氯气含量越高,刻蚀速率越大,当氮气含量增加,刻蚀速率降低并趋于一定值。当氯气和氮气的流量比例和等离子腔体内压力等参数一定时,随着温度升高,刻蚀速率和选择比在有限范围内同时线性增大,台面的倾角趋于直角,台面轮廓层状纹理逐渐消失,但沟道内变得粗糙不平,并出现坑点。在实验研究范围内,电感耦合等离子源的ICP功率和RF功率对刻蚀结果产生的影响较小。

碳化硅ICP刻蚀速率及表面形貌研究

SiC材料由于其高的禁带宽度（2.3~3.4 eV）,10倍于Si的击穿电压而越来越受到重视,尤其是在高温环境中,是制作高温器件的理想材料。但同时由于SiC的高硬度,化学性质稳定,使得SiC的加工也变的较为困难。刻蚀作为加工SiC的理想手段运用也越来越广泛,文中就此展开研究,详细研究ICP刻蚀过程中各参数对其刻蚀速率及表面形貌的影响,时加工SiC具有一定指导意义、

碳化硅ICP刻蚀的掩膜材料

SiC材料由于具有非常强的化学稳定性与机械硬度,不能用酸或碱性溶液对其进行腐蚀,在MEMS制备工艺中,通常采用干法刻蚀来制备SiC结构。针对干法刻蚀中遇到的问题,比较了光刻胶、Al和Ni等多种掩膜材料对SiC刻蚀的影响以及SiC与掩膜材料的选择比。实验证明,光刻胶作为掩膜,与SiC的选择比约为1.67,并且得到的台阶垂直度较差。Al与SiC的选择比约为7,但是致密性差,并且有微掩膜效应。金属Ni与SiC的选择比约为20,并且得到的台阶比较垂直且刻蚀形貌良好。最后,使用Ni作为掩膜材料对SiC压阻式加速度传感器的背腔和压敏电阻进行了电感耦合等离子体(ICP)刻蚀。

基于ICP的硅高深宽比沟槽刻蚀技术

介绍了电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术的基本概念。结合英国STS公司的STS multiplex ICP system刻蚀机,介绍了刻蚀机原理及刻蚀过程。对硅深槽刻蚀技术进行了分析,对其中Footing效应、Lag效应和侧壁光滑问题提出了优化方案,最后在实验的基础上得出了能够刻蚀出高质量硅深沟槽的刻蚀参数。

ICP等离子体刻蚀系统射频偏压的实验研究

对于上下电极双射频源的电感耦合(ICP)等离子体刻蚀设备的关键工艺参数——下电极射频偏压的变化特性进行了实验与物理定性分析.实验以氧气作为反应气体,采用可满足300mm硅晶片刻蚀的ICP刻蚀设备的射频系统进行实验数据测定.结果表明,下电极射频偏压与其他工艺参数在可适用的工艺窗口中(改变上下电极功率和气体压力)不再是平常认为的简单的比例关系,而是随着条件的改变,对应的趋势比例关系会发生转折性变化,这种变化在高上电极射频、低下电极射频功率和低气压的条件下很容易发生.

硅深槽ICP刻蚀中刻蚀条件对形貌的影响

以SF6/C2H4为刻蚀气体,使用Corial200IL感应耦合等离子体(ICP)刻蚀系统,进行Si等离子刻蚀技术研究。通过调节刻蚀气体SF6与侧壁钝化保护气体C2H4的流量比和绝对值等工艺参数,对深Si刻蚀的形貌以及侧壁钻蚀情况进行改善,使该设备能够满足深硅刻蚀的基本要求,解决MEMS工艺及TSV工艺中的深硅刻蚀问题。实验结果表明,Corial200IL系统用SF6作等离子体刻蚀气体,对Si的刻蚀具有各向同性;C2H4作钝化气体,能够对刻蚀侧壁进行有效的保护,但由于C2H4的含量直接影响刻蚀速率和选择比,需对其含量及配比严格控制。研究结果为:SF6含量为40sccm、C2H4含量为15sccm时能够有效控制侧壁钻蚀,且具有较大的选择比,初步满足深硅槽刻蚀的条件。

ICP刻蚀技术与模型

从ICP刻蚀装置、ICP刻蚀技术及模拟模型以及可用于ICP刻蚀模拟的CAD工具研究现状等几方面,对ICP刻蚀过程中所涉及的原理和模型做了较为详细的介绍和比较,以使对ICP刻蚀技术及模型有一个较为全面的认识。

4H-SiC ICP深刻蚀工艺研究

SiC是一种新型的半导体材料,由于化学性质十分稳定,目前还未发现有哪种酸或碱能在室温下对其起腐蚀作用,因此,在SiC的加工工艺中常采用干法刻蚀。采用GSE 200plus刻蚀机对SiC进行刻蚀,研究了刻蚀气体、源功率RF1、射频功率RF2及腔室压强对刻蚀结果的影响,并对产生的结果进行了相关分析。提出了一种SiC ICP深刻蚀方法,对SiC深刻蚀技术具有重要的指导意义。

ICP刻蚀p-GaN表面微结构GaN基蓝光LED

采用基于Cl2/Ar/BCl3气体的感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了p-GaN表面具有直径3μm、周期6μm的二维圆孔微结构GaN基蓝光LED,研究了刻蚀深度对光荧光(PL)和发光二极管(LED)光电特性的影响。结果表明,刻蚀深度为25 nm的表面微结构,与传统平面结构相比,其PL增强了42.8%;而采用ITO作为透明电极的LED,在20 mA注入电流下,正面出光增强了38%、背面出光增强了10.6%,同时前向电压降低了0.6 V,反向漏电流基本不变。