铂电极的电感耦合等离子体刻蚀工艺研究

铂(Pt)金属因其特有的优良性能被广泛用作电极材料,干法刻蚀是获得器件图形的关键工艺技术,另外为了避免使用有毒性的Cl_(2),本文采用Ar/BCl_(3)作为刻蚀工艺气体,光刻胶作为刻蚀掩膜,对Pt电极材料做了干法刻蚀工艺的研究,系统地分析了电感耦合等离子体源功率、射频偏压功率、气体流量比例、工艺气压以及基板温度对刻蚀速率和刻蚀形貌的影响。得到刻蚀速率为159.7 nm/min,侧壁角度为63°,片内刻蚀速率均匀性(152.4 mm、5个点、边缘去边5 mm)为±1.75%,关键尺寸损失量小于1%的刻蚀结果。

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。

薄膜体声波滤波器AlN压电薄膜的ICP刻蚀研究

随着5G通信技术的发展,通信频段不断提高,以氮化铝(AlN)为压电薄膜材料的薄膜体声波滤波器作为目前唯一可集成的射频前段滤波器成为研究热点之一。本文开展AlN材料刻蚀工艺的实验研究,实验中采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl2/BCl3作为刻蚀工艺气体,通过一系列工艺影响参数调整及相应刻蚀结果分析,获得了ICP源功率、RF偏压功率、腔体压强和BCl3气体流量对AlN材料和光刻胶掩膜刻蚀速率、刻蚀形貌的影响规律。通过综合优化工艺参数,最终得到了侧壁平坦、表面光滑的空气隙型薄膜体声波滤波器三明治结构。

用于近眼显示设备光栅中Cr的ICP刻蚀工艺研究

随着全球信息化时代的到来,增强现实(AR)技术已经在军事、工业、教育、医疗等多个领域取得了重要应用。Cr材料因其良好的光反射率和热线性膨胀系数低的特点,被广泛应用在增强现实(AR)的近眼显示设备的光栅制备中。本文采用ULVAC公司生产的电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备NE 550对Cr材料进行干法刻蚀工艺研究。实验中采用光刻胶作为刻蚀掩膜,C_(l2)/O_(2)作为工艺气体,通过对试验工艺参数的调整,探究ICP源功率、RF偏压功率、腔体压强以及气体流量对Cr、PR的刻蚀速率和Cr/PR选择比的影响。最后通过优化工艺参数,得到了底部平整、侧壁垂直的栅槽结构。

用于垂直腔面发射激光器的GaAs/AlGaAs的ICP刻蚀工艺研究

采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对应用于垂直腔面发射激光器的GaAs/AlGaAs材料进行刻蚀工艺研究。该刻蚀实验采用光刻胶作为刻蚀掩模,Cl2/BCl3作为刻蚀工艺气体,通过实验分析总结了ICP源功率、射频偏压功率和腔体压强对GaAs/AlGaAs材料和掩模刻蚀速率的影响。利用扫描电子显微镜观察不同参数条件对样品侧壁垂直度和底部平坦度的影响。最终在保证高刻蚀速率的前提下,通过调整优化各工艺参数,得到了侧壁光滑、底部平坦的圆台结构。

SiC功率器件离子注入和退火设备及工艺验证

针对SiC功率器件工艺制程中离子注入和激活退火的技术难题，利用爱发科公司自行设计并开发的高温离子注入设备（ULVAC，IH-860DSIC）、碳膜溅射设备（ULVAC，SME-200）和高温激活退火设备（ULVAC，PFS-6000-25）。通过计算模拟、AFM对比结果、Hall电阻测定和RHEED图像分析等表征手段，研究了高温高能多步注入、碳膜覆盖技术和退火温度分别对SiC器件的物理特性、表面特性及电学特性的影响。结果表明，采用500℃A1离子注入浓度为5×10^18cm^-3、20nm厚碳膜溅射技术和1700～2000℃激活退火技术，能够实现具有良好表面特性和电学特性的P型SiC掺杂工艺。设备的稳定性已在多条SiC生产线上用于制造SiC—SBD器件和SiC．MOSFET器件完成工艺验证。

ICP刻蚀工艺在SiC器件上的应用

Si C作为第三代半导体材料的代表性材料,具有宽禁带、高临界击穿电场、高电子饱和迁移速率和高导热率等优良特性,使其在电力电子器件领域得到广泛关注。通过采用电感耦合等离子体(ICP)设备对4H-SiC材料进行刻蚀工艺研究。该刻蚀实验采用Si O2膜作为刻蚀掩模,SFx/O2作为刻蚀工艺气体,通过一系列工艺参数调整及刻蚀结果分析,得出了ICP源功率、RF偏压功率、氧气流量和腔体压强对Si C材料刻蚀速率、刻蚀选择比以及刻蚀形貌的影响,并得到最优工艺参数。对刻蚀样片进行后处理工艺,获得了底部圆滑、侧壁垂直的沟槽结构,该沟槽结构对4H-SiC功率UMOSFET性能优化起到关键性作用。