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蚀刻
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2025-01-20 | 92 次浏览 | 分享到:

Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching, ICP-RIE)。

RIE蚀刻设备腔体中一般压力约为数毫托耳(mTorr)至数百毫托耳,借由射频电源提供能量将蚀刻反应气体游离呈电浆状态,这些电浆具有高度化学活性可以和被蚀刻的牛导体、金属或介电质材料产生化学反应并形成气态生成物最后被真空帮浦移除,一般放置样品的载台会另外施加偏压形成电场引导电浆态反应物朝向被蚀刻样品加速,因此这些电奖粒子通常也会具有动能并因而撞击被蚀刻物表面,形成非等向性物理性蚀刻,与化学性蚀刻相辅相成,一般均能获得比传统化学溶液湿式蚀刻更加垂直的蚀刻侧面,同时底切现象也可以显著改善。利用感应耦合线圈可以进一步提高电浆密度,而且通常ICP-RIE 反应腔体压力较传统RIE 更低,因此粒子的平均自由径(mean free path)较长,有利于带电粒子(通常是电子)被加速到较高能量撞击气体分子产生电浆的机率,因此采用ICP-RIE 进行蚀刻通常可以获得更快的蚀刻速率和蚀刻选择比,典型的ICP-RIE 蚀刻设备示意图如下图5-15所示。

由于进行蚀刻后通常会接着进行高温选择性氧化制程,元件表面需要有保护层以免表面氧化造成后续金属电极制作问题,因此通常会在蚀刻制程进行前镀上SiO2SiNx作为蚀刻阻挡层同时也可以在氧化制程中保护元件表面。一般会利用电浆辅助化学气相沉积 plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)成长较致密的 SiNx以做为蚀刻与后续湿式氧化的表面保护层,典型的镀膜参数包含温度控制在300°C,反应腔体压力500mTorr,微波功率20W,氮气流量600 scemstandard cubic centimeter per minute,温度273K 一大气压下每分钟流量1立方公分),氨气流量 15 sccm,矽甲烷SiN45%/ N2 流量挫制在 400 scom。所需的SiNx厚度取决于RIEICP-RIE 设备与使用之蚀刻反应气体对于做为蚀刻光罩的 SiNx与砷化镓/砷化铝镓 DBR 之间的蚀刻选择比,蚀刻选择比愈高表示 SiNx不需要太厚就可以承受下方砷化镓/砷化铝镓DBR被蚀刻到活性层深度的时间:相反的,蚀刻选择比愈低,则