高深宽比深隔离槽的刻蚀技术研究

体硅集成MEMS器件中的一个非常重要的技术就是微结构与电路部分的电隔离和互连.由于体硅工艺与传统CMOS工艺不兼容,所以形成高深宽比的深隔离槽(宽约3 μm,深20～100 μm)是体硅集成中急待解决的工艺难题.本文采用MEMS微加工的DRIE(Deep Reactive Ion Etching)技术、热氧化技术和多晶硅填充技术,形成了高深宽比的深电隔离槽(宽3.6 μm,深85 μm).还提出了一种改变深槽形状的方法,使深槽的开口变大,以利于多晶硅的填充,避免了空洞的产生.     

高深宽比深隔离槽的刻蚀技术研究

体硅集成MEMS器件中的一个非常重要的技术就是微结构与电路部分的电隔离和互连。由于体硅工艺与传统CMOS工艺不兼容 ,所以形成高深宽比的深隔离槽 (宽约 3μm ,深 2 0～ 10 0μm)是体硅集成中急待解决的工艺难题。本文采用MEMS微加工的DRIE (DeepReactiveIonEtching)技术、热氧化技术和多晶硅填充技术 ,形成了高深宽比的深电隔离槽 (宽 3.6 μm ,深 85μm)。还提出了一种改变深槽形状的方法 ,使深槽的开口变大 ,以利于多晶硅的填充 ,避免了空洞的产生     

高深宽比深隔离槽的刻蚀技术研究

体硅集成MEMS器件中的一个非常重要的技术就是微结构与电路部分的电隔离和互连。由于体硅工艺与传统CMOS工艺不兼容，所以形成高深宽比的深隔离槽(宽约3μm，深20～100μm)是体硅集成中急待解决的工艺难题。本文采用MEMS微加工的DRIE(Deep Reactive Ion Etclaing)技术、热氧化技术和多晶硅填充技术，形成了高深宽比的深电隔离槽(宽3．6μm，深85μm)。还提出了一种改变深槽形状的方法，使深槽的开口变大，以利于多晶硅的填充，避免了空洞的产生。     

硅槽刻蚀工艺研究

集成电路的发展使硅槽的应用越业越广泛，如硅槽隔离和槽电容等等，它们将使器件的性能得到很好的改善。     

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。     

高深宽比倾斜沟槽的深硅刻蚀技术

针对微电子机械系统(MEMS)行业对3D加工日益增长的需求,提出了一种结合法拉第笼和倾斜衬底支架,利用改进的BOSCH工艺进行任意角度深硅刻蚀的创新工艺方案。首先通过仿真计算对法拉第笼的特征尺寸进行了优化,进一步采用法拉第笼和用于制备倾角的衬底支架,对BOSCH工艺参数进行了调整,最终获得了倾角为30°、深度超过25μm、深宽比高达7.9∶1的倾斜沟槽。结果表明利用法拉第笼和倾斜衬底支架,采用深硅刻蚀工艺可以制备高深宽比的倾斜沟槽,而且沟槽角度可以通过加工不同倾角的支架实现。结合法拉第笼和倾斜衬底支架进行等离子体刻蚀可为其他倾斜结构的制备工艺提供参考。     

硅槽刻蚀技术中的源气体选择

源气体及组分的选择是硅槽刻蚀技术的关键因素。本文介绍了刻蚀过程中源气体及组分对硅的作用方式，从刻蚀速率、侧壁钝化、损伤、刻蚀均匀性等方面分析比较了近年来所出现的几种硅糟刻蚀用源气体及组分。     

高深宽比硅通孔检测技术研究

由于SEM显微镜、FIB显微镜检测高深宽比硅通孔耗时、费用高,研究了垂直扫描白光干涉技术检测硅通孔的可行性。设定刻蚀/钝化时间比率,改变深硅刻蚀功率和刻蚀时间,获得不同深度和侧壁粗糙度的硅通孔,并用垂直扫描白光干涉技术进行检测。研究结果表明垂直扫描白光干涉技术可以观察硅通孔的形状、测量侧壁粗糙度、精确无损测量硅通孔深度,可以替代SEM、FIB检测方法。     

反应离子刻蚀硅槽工艺研究

在CMOS多晶硅刻蚀工艺的基础上进行工艺开发,采用氯气和溴化氢气体进行硅槽刻蚀。通过对功率、压力、气体流量等工艺参数拉偏,用扫描电子显微镜观察硅槽侧壁形貌,分析各参数在反应离子刻蚀中所起到的作用,得到对硅槽形貌影响较大的因素,最终得到一种能够与CMOS工艺兼容的硅槽刻蚀方法。该方法能够制作出深度6μm、深宽比4∶1、侧壁光滑的硅槽,可以用于光电继电器、硅电容等新型器件的研发。     

SF_6／CCl_2F_2反应离子深刻蚀硅中加O_2的研究

用ＳＦ＿６／ＣＣｌ＿２Ｆ＿２加Ｏ＿２混合气体，在普通的平板型反应离子刻蚀机上，进行了深刻蚀硅的研究。当掩膜厚度约１２０ｎｍ－１５０ｎｍ的Ｃｒ薄膜时，研究了Ｏ＿２在混合气体中的比例对刻蚀形貌和刻蚀速率的影响。用获得的各向异性刻蚀工艺，己刻蚀出高度为１０μｍ的硅台阶，台阶倾角小于５°，横向腐蚀约为０．５μｍ，刻蚀表面粗糙度约１０％。     

40nm节点高深宽比接触孔刻蚀电性能稳定性改善

随着工艺节点减小,对高深宽比接触孔形貌和关键尺寸的精准控制变得愈加困难。基于40 nm逻辑器件量产数据,研究了高深宽比接触孔刻蚀工艺参数和刻蚀设备内部耗材的磨损对器件电性能稳定性的影响,并提出了工艺改进方案。通过减小SiO_2厚度,减小接触孔深宽比,从而改善孔内聚合物在孔底部沉积的问题;通过优化刻蚀工艺参数提高SiN/SiO_2刻蚀选择比,保持刻蚀后SiO_2的厚度与改进前工艺相同。测试结果表明,工艺改进后接触孔底部关键尺寸稳定性提升36%,接触电阻稳定性提升20%。通过工艺改进提高了电参数稳定性,对40 nm工艺节点逻辑器件产品良率提升起到了关键作用。     

先进DRAM驱动高深宽比刻蚀的发展

DRAM器件制造商通过缩小设计规则、芯片尺寸来提高存储器性能和密度的方法，正面临着众多挑战。增大电容面积，使用更高介电常数的材料，以及减薄介电材料厚度等方法都能够继续延续电容的形式和功能。     

硅的横向刻蚀技术研究

研究了SF6等离子体横向刻蚀硅的速率和对SiO2的选择性,主要通过改变SF6气体流量和加入O2,提高硅的横向刻蚀速率和对SiO2选择性。实验发现,加入O2能提高SF6等离子对Si的横向刻蚀速率和Si/SiO2的刻蚀速率比。Si的横向刻蚀速率最高可达0．45μm/min,Si/SiO2的刻蚀比可达50：1。最后提出,在一定刻蚀条件下,可增加SiO2掩膜厚度,或用金属铝作掩膜来加大Si的横向刻蚀量。     

RMOS器件中硅槽及多晶硅栅的刻蚀

ＲＭＯＳ（Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｇｒｏｏｖｅｄ ＭＯＳ）器件因具有独特的性能而得到较好的应用。本文介绍用ＲＩＥ设备进行ＲＭＯＳ器件硅槽刻蚀的工艺，并对填满硅槽内的多晶硅栅的刻蚀亦作了研究。选择适当的工艺条件，可刻蚀出形貌较好的硅槽，并可在刻蚀完多晶硅后保持硅槽内多晶硅栅形貌完好 。     

双重掩蔽层实现石英晶体高深宽比刻蚀

由于石英晶体的刻蚀速率小,要实现石英晶体的高深宽比刻蚀,常用的光刻胶或金属掩膜不能满足工艺要求。提出使用双重掩蔽层的方法实现石英晶体的高深宽比刻蚀,即石英晶体和单晶硅键合,然后在单晶硅表面生长二氧化硅,二氧化硅作为刻蚀单晶硅的掩蔽层,单晶硅作为刻蚀石英晶体的掩蔽层。ICP刻蚀过程使用SF6作为刻蚀气体、C4H8作为钝化气体、He作为冷却气体。控制好气体的流量和配比,选择合适的射频功率,能刻蚀出深度为30μm,宽度为50μm的深槽。该工艺对开发新型石英晶体器件有积极的意义。     

高深宽比硅基微纳结构制造方法及其应用

三维高深宽比硅基结构是基于微纳制造技术的功能载体或执行机构。其由于小尺寸特征而获得特殊的微纳效应,具有灵敏度高、分辨率高、噪声低、位移量小等特点,在光电、生物、微能源和集成互连等技术领域具有广泛应用前景。主要分析了高深宽比硅基微纳结构的种类及特点;系统综述了该结构的制造方法及国内外研究现状;详细描述了不同外形特征结构的应用领域;从工艺标准、建模仿真、批量生产等方面讨论了高深宽比硅基微纳结构制造存在的技术瓶颈问题,并对高深宽比硅基微纳结构的可靠制造与发展趋势进行了展望。     

HBr反应离子刻蚀硅深槽

对ＨＢｒ反应离子刻蚀硅和ＳｉＯ２进行了实验研究。介绍了ＨＢｒ等离子体的刻蚀特性，讨论了ＨＢｒ反应离子刻蚀硅的刻蚀机理，研究了ＨＢｒ中微量氧、碳对ＨＢｒＲＩＥ刻蚀过程的影响。实验表明，ＨＢｒ是一种刻蚀硅深槽理想的含原子溴反应气体。采用ＨＢｒＲＩＥ，可获得高选择比（对Ｓｉ／ＳｉＯ２）和良好的各向异性。     

硅深槽ICP刻蚀中刻蚀条件对形貌的影响

以SF6/C2 H4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40 sccm、C2H4含量为15 sccm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.     

一种新的硅深槽刻蚀技术研究

本文报告了一种获得侧壁陡直的硅深槽新技术．实验中采用一种新材料──氮化锆（ＺｒＮ）作为反应离子刻蚀的掩模，所需掩模厚度约５００．采用氟基气体ＳＦ６作为刻蚀气体，并附加Ａｒ和Ｏ２，这样刻蚀过程中在槽的侧壁会形成氧化硅作为阻挡刻蚀层，结果得到了深约６μｍ，侧壁垂直接近９０°的硅深槽．