浅谈几种常见半导体芯片加工工艺
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浅谈几种常见半导体芯片加工工艺

2025-05-08 半导体行业
  • 产品概述

  其同时具有化学和物理刻蚀过程,它属于干法刻蚀技术的一种,它的优点是在低气压下

  ICP刻蚀系统具有两套射频电源于控制,其中一套缠绕在腔室外(ICP generator),用于产生等离子体,一套位于样品台下方(Table bias),用于加速等离子体。

  第二步,将腔体抽真空至低气压,经过控制Cryo stage和Helium backing来使样品达到所需的温度。 样品较高的温度有助于刻蚀副产物的挥发,来提升刻蚀效率。

  ICP generator产生的射频会使环形耦合线圈产生感应电场,导致混合刻蚀气体辉光放电,产生高密度的等离子体。

  第四步,产生的等离子体在Table bias的RF射频作用下加速移动到样品表面,与样品表面发生化学反应,生成挥发性气体而离开样片表面,同时也存在物理刻蚀过程。等离子体的动能与Table bias的射频功率相关。

  电感耦合等离子体刻蚀可以刻蚀GaN、AlGaN、GaAs、InP、InGaAs和Si等材料,具有高的刻蚀速率和高抗刻蚀比。

  其基本原理是:向沉积室中充入含有薄膜组份的气态物质,利用辉光放电使气态物质发生化学反应而生成等离子体,等离子体沉积在衬底上就生长出了薄膜材料。

  激发辉光放电的方法主要有:射频激发、直流高压激发、脉冲激发和微波激发组成成分都拥有非常良好的均匀性。

  此外,利用PECVD制备的薄膜厚度和该方法沉积的薄膜附着力强,在较低的沉积温度下能够达到高的沉积速度。

  第一步,反应气体在电磁场的激励下,辉光放电产生等离子体。在这样的一个过程电子会与反应气体碰撞,发生初级反应,导致反应气体分解产生离子和活性基团。

  第二步,初级反应产生的各种产物向衬底方向挪动,同时各种活性基团和离子发生次级反应,生成次级产物。

  第三步,到达衬底表面的各种初级产物和次级产物被吸附并与表面发生反应,同时伴随有气相分子物的再放出。

  聚焦离子束(Focused Ion Beam, FIB)类似于聚焦电子束,都是将带电粒子经过电磁场聚焦而形成亚微米甚至纳米量级的细束,能应用于离子束曝光和成像。

  除此之外,相比于电子,离子具有大的质量。 因此,离子束可以将固体表面的原子直接溅射出来,进而发展成为种大范围的应用的直接加工工具。

  这些电子和离子随后被信号探测器收集,然后经过处理可以显示材料表面形貌的图像。激发的二次电子的数目不仅与样品的相貌有关,还与晶体取向和样品原子质量有关。因此,相比于扫描电子显微镜,离子束成像能够得到更多关于样品的信息,可用于分析多晶材料晶粒取向、晶界分布和晶粒尺寸分布等。

  离子束刻蚀是聚焦离子束系统最主要的功能。将Ar、Kr和Xe等惰性气体电离成等离子体后,然后离子束聚焦并加速轰击样品表面,导致样品表面的原子被溅射出来而形成刻蚀的效果。

  离子束刻蚀过程是个纯物理过程,溅射产额与离子能量、离子种类、离子入射角度和样品特性等因素相关。

  将非活性气体分子吸附到样品表面需要沉积的区域,当离子束轰击该区域时,非活性气体分子分解产生的非挥发性物质,不会被真空系统抽走,而是沉积到了样品表面。

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