等离子体刻蚀.
电子工艺技术-drie
电子工艺技术-drie电子工艺技术是指用于制造电子产品的一套工艺和技术方法。
随着电子技术的广泛应用，电子工艺技术的发展也越发重要。
下面将介绍一下常见的电子工艺技术之一：DRIE（深孔等离子体刻蚀）技术。
DRIE技术是一种用于制造微纳米结构的重要工艺技术。
它通过高速离子的刻蚀效应，可以实现对深孔和高纵横比结构的精确加工。
这种技术可以用于制造MEMS（微电子机械系统）器件、集成电路芯片的封装和夹持等领域。
DRIE技术的原理主要包括两个步骤：刻蚀和沉积。
在刻蚀过程中，可以通过调节刻蚀气体的种类和流量、调节刻蚀参数（如功率、压力等）来控制离子束对待加工物表面的刻蚀效果，从而实现对待加工物的制造。
刻蚀过程中，刻蚀气体会在真空环境中被激发形成等离子体，通过加速器把等离子体加速并束缚成为高速的离子束，然后将其引导到待加工物表面。
刻蚀气体的选择和刻蚀参数的调节都对最终的加工效果有着重要的影响。
在沉积过程中，可以通过控制刻蚀过程的一些参数来实现对待加工物表面的修复或平滑。
常见的沉积技术有PECVD（等离子体增强化学气相沉积）和ALD（原子层沉积）等。
它们可以根据加工要求来选择沉积材料和控制沉积层的厚度和均匀性，从而实现对待加工物的精确加工和表面修复。
DRIE技术具有许多优点。
首先，它可以在高温、高真空和强电磁场等特殊环境下进行制造，可以制造出形状复杂且精确的微纳米结构。
其次，DRIE技术还可以实现对不同材料的加工，包括硅、玻璃、陶瓷和金属等。
这种多材料加工的能力使得DRI工艺在多个领域都有广泛的应用。
总之，DRIE技术是一种先进的微纳米加工技术，它可以制造出形状复杂且精确的微纳米结构。
随着电子技术的不断发展，尤其是MEMS技术的广泛应用，DRIE技术在电子工艺技术中起到了举足轻重的作用。
随着工艺和设备的不断改进，DRIE技术将会有更多的应用领域和发展前景。
o2等离子刻蚀 功率
氧等离子体刻蚀（O2 Plasma Etching）是一种干法刻蚀技术，常用于半导体制造、微机电系统（MEMS）等领域。
其主要原理是利用等离子体中的活性物种与被刻蚀材料之间的化学反应，实现对材料的去除。
在 O2 等离子体刻蚀过程中，氧气分子被离解成高活性的氧原子和氧离子，它们与被刻蚀材料的表面发生化学反应，生成挥发性的产物，从而实现刻蚀的目的。
O2 等离子体刻蚀的优点包括刻蚀速率高、选择性好、对衬底损伤小等。
O2 等离子体刻蚀的功率通常是根据具体的刻蚀要求和设备特性来确定的。
一般来说，刻蚀功率越高，刻蚀速率越快，但同时也会增加对衬底的损伤和等离子体不稳定性的风险。
因此，在选择刻蚀功率时需要综合考虑刻蚀速率、选择性、刻蚀均匀性和设备的能力等因素。
在实际应用中，O2 等离子体刻蚀的功率范围通常在几十瓦到几百瓦之间，具体数值取决于被刻蚀材料的种类、刻蚀深度、刻蚀面积以及设备的特性等因素。
此外，刻蚀功率还可以通过调整气体流量、压强和射频功率等参数来进行优化。
需要注意的是，O2 等离子体刻蚀过程中会产生一些副产物，如臭氧和一氧化碳等，这些副产物可能对刻蚀效果和设备造成影响。
因此，在进行 O2 等离子体刻蚀时，需要对副产物进行适当的控制和处理。
总之，O2 等离子体刻蚀的功率是根据具体的刻蚀要求和设备特性来确定的，需要综合考虑刻蚀速率、选择性、刻蚀均匀性和设备的能力等因素。
在实际应用中，需要对刻蚀参数进行优化，以获得最佳的刻蚀效果。
电感耦合等离子体刻蚀和离子束刻蚀的区别
电感耦合等离子体刻蚀和离子束刻蚀的区别
电感耦合等离子体刻蚀和离子束刻蚀是两种常见的刻蚀技术，主要用于半导体器件制造和微纳加工领域。
它们的区别如下：
1. 工作原理：电感耦合等离子体刻蚀是利用电磁感应将高频电场引起的等离子体加热，通过等离子体中的离子和气体中的化学物质反应来实现物质的刻蚀。
离子束刻蚀则是利用高能离子束对物质表面进行打击和剥离，从而实现刻蚀效果。
2. 刻蚀效果：电感耦合等离子体刻蚀通常能够实现较快的刻蚀速率，并且能够实现比较均匀的刻蚀深度。
离子束刻蚀在刻蚀速率方面可能较慢，但可以实现更高的刻蚀精度和控制性。
3. 反应物种：电感耦合等离子体刻蚀主要依赖等离子体与反应气体中的反应物种进行化学反应刻蚀。
而离子束刻蚀则主要是通过离子束的物理撞击效应进行剥离刻蚀。
4. 设备结构和成本：电感耦合等离子体刻蚀设备一般较为复杂，包括功率源、匹配网络、电极等部件。
而离子束刻蚀则一般相对简单，只需一个离子束源。
因此，离子束刻蚀设备的成本可能相对较低。
总的来说，电感耦合等离子体刻蚀和离子束刻蚀各有优缺点，选择哪种刻蚀技术要根据具体的应用需求和实际情况来决定。
等离子体刻蚀工艺
等离子体刻蚀工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊等离子体刻蚀工艺，这可真是个厉害的玩意儿啊！你想想看，就好像我们要在一个小小的微观世界里搞大工程。
等离子体刻蚀呢，就像是一把超级精细的小刻刀，能在那些极小极小的材料上雕琢出我们想要的图案和形状。
它的工作原理其实挺有意思的。
等离子体就像是一群活跃的小精灵，在那里蹦蹦跳跳的，然后和材料发生反应，一点一点地把不需要的部分给去掉。
这多神奇呀！说起来，这等离子体刻蚀工艺就像是一位手艺精湛的工匠。
它得小心翼翼地把握好每一个细节，不能有丝毫的马虎。
要是稍微出点差错，那可就全完蛋啦！就好比你要雕一个精美的木雕，一刀刻错了，那整个作品不就毁了嘛！在很多高科技领域，等离子体刻蚀工艺那可是大显身手呢！比如说在半导体制造中，没有它可不行。
它能让那些小小的芯片变得更加精密，功能更强大。
你说，这是不是很了不起？而且哦，它还很灵活呢！可以根据不同的需求，调整各种参数，就像我们可以根据自己的喜好去搭配衣服一样。
想要刻蚀得深一点？没问题！想要刻蚀得快一点？也能做到！这就好像我们做饭，不同的食材、不同的火候、不同的调料，就能做出各种美味的菜肴。
等离子体刻蚀工艺也是这样，通过不同的设置，能创造出各种各样的奇迹。
再想想，要是没有等离子体刻蚀工艺，我们现在用的那些高科技产品会变成什么样呢？那肯定没这么先进啦！它就像是背后的无名英雄，默默地为我们的科技进步贡献着力量。
你说它难不难？当然难啦！这可不是随便谁都能玩得转的。
需要专业的知识和技能，还得有丰富的经验。
但正是因为它有难度，才更有挑战性，不是吗？所以啊，等离子体刻蚀工艺真的是个非常非常重要的东西。
它让我们的生活变得更加丰富多彩，让那些看似不可能的事情变成了可能。
我们真应该好好感谢它，给我们带来这么多的便利和惊喜！总之，等离子体刻蚀工艺就是这么牛，就是这么厉害！它在科技的舞台上闪闪发光，为我们创造着一个又一个的奇迹！。
等离子刻蚀原理
等离子刻蚀原理
等离子刻蚀是一种常用的微纳加工技术，用于在半导体制造中去除杂质、形成纳米结构以及精确地刻蚀表面。
其原理基于等离子体（即带正电荷的高能离子和自由电子）与被刻蚀材料表面发生相互作用。
在等离子刻蚀过程中，首先需要产生等离子体。
这通常是通过将高纯度的气体（如氯气、氟气、苦味气等）引入到封闭的真空室中，并在高能电场和电弧场下对气体进行激发。
这种激发将气体分解成离子和电子，并形成带电的等离子体。
然后，这些带电的等离子体会被加速，并通过电场和磁场的调控，使其定向地撞击到待刻蚀材料表面。
撞击过程中，离子会传递给待刻蚀材料表面一部分能量，并激发该材料表面原子或分子的束缚电子。
这些激发的表面原子或分子可能会离开其原子或分子固定位置，形成反应产物，然后通过扩散和抛射的方式迁移到其他位置。
与此同时，撞击后的原子或分子释放出来的电子也会在等离子体中传递，并参与到一系列的电子和离子反应中。
这些反应将控制刻蚀速度、形状、深度和表面粗糙度等参数。
此外，通过调节激发条件、等离子体密度、控制气体的种类和流量等因素，可以对刻蚀过程进行精确控制，实现不同的刻蚀效果和图形。
总的来说，等离子刻蚀原理是利用带电的等离子体与待刻蚀材料表面相互作用，通过离子和电子的传递和相互反应，实现对
材料表面的精确刻蚀。
这种技术在半导体制造、光学器件制造和微纳加工领域具有广泛的应用。
等离子刻蚀有机
等离子刻蚀有机
等离子刻蚀（plasma etching）是一种常用的微纳加工技术，
用于在固态材料表面进行精确的微米至纳米尺度的刻蚀。
它利用一种高能量的等离子体（由离子、电子和中性分子组成）来溶解或蚀削材料表面，从而实现微纳结构的制备。
在有机材料刻蚀中，常用的等离子刻蚀方法包括射频辅助等离子体刻蚀（RF plasma etching）和微波辅助等离子体刻蚀（microwave plasma etching）。
等离子刻蚀有机材料的目的通
常是制备出特殊形状的微结构，或者改变材料表面的化学特性。
等离子刻蚀有机材料的步骤如下：
1. 将待刻蚀的有机材料置于真空环境中，通常在封闭式的刻蚀室中进行。
2. 在刻蚀室中加入刻蚀气体，常用的刻蚀气体有氧气（O2）、氮气（N2）等。
3. 引入高能量的等离子体，可以通过提供射频（RF）功率或
微波功率来激发等离子体。
激发后的等离子体会与刻蚀气体中的分子发生碰撞，产生高能离子和自由基。
4. 高能离子和自由基与待刻蚀的有机材料表面发生碰撞，并引起化学或物理反应。
这些反应可能导致有机材料的溶解、氧化或氟化等。
5. 根据反应的条件和材料性质，控制刻蚀过程的速率和形貌。
需要注意的是，等离子刻蚀有机材料可能会引起表面的化学改变，甚至损坏材料的结构，因此在选择刻蚀条件和参数时需要进行严密的控制。
此外，由于有机材料通常具有较高的可燃性，
因此刻蚀过程需要特殊的安全防护措施，以防止火灾等事故的发生。
等离子体刻蚀
等离子体刻蚀I I并联电阻偏小V 正常曲线V预抽和主抽反1应腔内的气压达到工艺要求以实现低气压,下以步送气即输送CF4气体.在这样的条件下辉光使CF4等离子态,辉光是整个刻蚀过程的关键步骤.主要工艺参数是:辉光功率,反射功率,辉光时间.控制好这三个参数,基本整个刻蚀过程就自动按要求完成.辉光功率过大,时间过长的话,会使硅片被刻蚀过度,等离子体中高能电子会轰击硅原子,造成缺陷,影响电池质量,而影响整个硅片的转换效率.刻蚀功率过小时间过长也不好,会使刻蚀不完全,漏电流增大.因此功率过大,过小,时间过长过短都会影响电池的性能.所以必须找到每台机器功率和辉光时间之间平衡点,使刻蚀完全,又不会对电池造成损伤.目前的设备功率设定在500W,辉光时间设定为820S.这是比较合适的一组选择,经过长期实践证明是可行的.当然,在以后的工作要求下,该参数可能被更改,但是有一条原则是在不损伤硅片的情况下使硅片刻蚀完全. 目前的设备情况有几台机器不是很稳定,有时辉光功率显示值与设定值偏差太大,反射功率也很大,这就需要工艺人员在现场时刻关注着,保证功率在工艺要求的范围内.等离子刻蚀工艺段在操作方面要注意的是装片时尽量将硅片的边缘对齐,因为在等离子体中,电子速度要远大于原子速度,因此在界面处,进入界面的电子要多于原子,这样就会在界面处形成电势,在这个电势的影响下,等离子体活化的CF4不能与硅反应而造成刻蚀不足.凸出来的片子,表面N 型层受到损伤,而凹进去的片子边缘刻蚀不到.另外每次一起刻蚀的片子和玻璃夹具接触的一片要求反放以保护正面的N型层,和夹片玻璃一起用弹簧夹具夹起来.弹簧夹具的松 2 紧也很重要,如果太松,会使硅片脱落,即使不脱落,由于缝隙的存在,硅片的表面会受到损伤.太紧有可能夹裂硅片,在以后的工艺流程中,可能会造成硅片的碎裂.以上的各种操作方法都是为了使硅片刻蚀完全,而又不受到损伤,操作工人们应该严格按照规程操作.下一道工序便是清洗了.经过磷扩散的硅片表面有一层含磷的二氧化硅层.它是不导电的,所以必须将其清除,清洗用到的化学反应方程式为: P2O5+Si==SiO2+P (磷硅玻璃生成的化学方程式)SiO2+HF==SiF4+H2O (去处磷硅玻璃的化学方程式,用的是5%浓度的HF 溶液)硅片再HF中浸泡几分钟后放到热水中清洗.清洗不干净的硅片,在干3 燥以后表面会有水痕,PECVD结束后,能在其表面看到很明显的白斑,这影响了电池的外观.水痕控制也就是延长清洗时间,但现在基本都使用甩干机甩干,与烘干相比,水纹片要少痕多,根据当月的产量要求可以稍微减少清洗时间.二PECVDPECVD全称是,既该工段的目的和任务是在硅片表面镀上以成SixNx减反射膜,利用光的干涉原理,将照射在硅片上的光线尽量少的反射出去,以提高电池的转换效率,对于多晶硅来说还起到以种钝化的效果,即产生的H原子与硅片表面的硅原子结合形成共价键,中和硅片的电性,提高电子在电池中的存在时间,即提高少子寿命.有关化学方程式是: 高温,低气压)本设备采用的是德国SINA.PECVD镀膜机,分为进料腔,加热腔,工艺腔,冷却腔,出料腔.首先在石墨框上放上硅片,注意要正面朝下,进料腔充氮气,压强达到和外界一致是,1号门打开,石墨框进入进料腔,关闭1号门,进料腔抽真空,当压强达到与工艺腔一致时开2号门,石墨框进入加热腔,按照设定的带速慢慢驶向工艺腔,镀膜结束,打开3号门,石墨框进入出料腔,关3号门,出料腔充氮气,打开4号门,石墨框进入下料台,由操作工人将硅片用真空吸嘴小心取下.整个工艺自动完成.PECVD主要工艺参数就是8个微波源的发射功率和传送带带速.这两个参数是影响镀膜质量的主要方面.其他一些参数是最基本的参 4 数,一般不会改动.PECVD段在生产中主要出现的问题有如下几个方面:1 镀膜不均.这也分好几种不均匀,要针对不同的情况,采取不同的措施.有:同一框片子,左红(膜太薄)右白(膜太厚)或者左白右红,这时就需要调节两边微波源的功率,以均匀等离子体场.还有的情况就是两边红,中间白,这是就需要同时提高两边微波源的功率,然后在稍微提高传送带的带速就可以.还有就是整框的发红或者发白,这是只需要调节带速就可以.2 卡盘掉片的问题.出现这样的问题首先要看看是不是石墨框的问题,因为石墨框使用时间过长的话,整体变形会很严重,中间都会凹下去,和传送滚轮接触部分磨损也很严重.这就可能与机器发生摩擦阻挡,进而卡住石墨框,使片子掉落.倘若在工艺腔里面掉片子,阻挡了等离子体在硅片表面的沉积,会影响好几框的片子都会镀膜不均.因此,卡盘掉片情况一定要尽量不发生.出现了就立刻检查原因,是石墨框的问题要立即停用,或更换挂钩.3 石英管更换问题由于石英管工作是在其表面会沉积很多的SixNx固体,时间长了变的厚了就会阻挡微波,影响了镀膜的质量.一般国产的石英管工作极限时间是40小时.超过30小时的根据镀膜质量判断是否需要更换.更换石英管时首先要等到加热腔温度降到200度才可以打开工艺腔,因为工艺腔和加热腔时连在一起的.打开以后将石英管取出,用盖子挡住和微波源相连的部分,防止有杂物进入.清理干净U型槽,通好气孔.石英管必须用胶带裹严实,不能有露在外面的.因为 5在工作的时候,会有大量的SixNx沉积在石英管上,若没有用胶带保护,由于石英管的延展性不好很容易破裂.微波天线要擦干净并且要和石英管的铜管连接好.各项工作都按要求完成了才能关盖,开工艺生产.一般每次更换石英管后都要进行测片,其流程如下:首先在石墨框托盘中间放置一片正片(从清洗工艺流下来的清洁硅片)其周围放置假片,淀积氮化硅减反膜.看反射膜颜色是否满足工艺要求(沉积在有绒面的硅片的减反射膜颜色从正面看为深蓝色,侧面看为蓝色)若发白,说明太厚,加快带速.若发红,说明太薄,放慢带速.然后在石墨框托盘一侧放一行正片,其外一侧放置假片,淀积氮化硅减反膜.观察片与片之间的颜色是否一致,如果一侧的硅片膜偏厚,则减少那一侧微波功率,反之增加微波功率.如果中间硅片的颜色有变化,则需同时改变两侧的微波功率,每次调整幅度为100W为宜.且根据系统说明不可超过其取值范围.在整个工段要求操作严格按照操作规程来进行,不按操作规程操作,会造成硅片的损失,污染,不满足工艺要求,进而造成损失. 6。
等离子刻蚀 (2)
等离子刻蚀简介等离子刻蚀（Plasma Etching）是一种用于微纳加工的关键技术，通过利用等离子体（Plasma）对材料表面进行化学反应和物理撞击，从而实现对材料的刻蚀。
等离子刻蚀在半导体工业、光学器件制造、纳米材料研究等领域有着广泛的应用。
原理等离子刻蚀的原理是利用产生的等离子体对材料表面进行刻蚀。
等离子体是一个高度电离的气体，由气体分子或原子通过加热、放电等方式激发而产生的自由电子和离子组成。
在等离子体刻蚀过程中，首先需要选择适当的气体作为反应气体，并建立一个等离子体产生的环境。
常用的气体有氧气、氟气、氯气等。
等离子体刻蚀可分为湿法和干法两种方式，湿法刻蚀采用气氛中的气体与被刻蚀物表面发生反应，而干法刻蚀主要是利用等离子体的物理反应。
在刻蚀过程中，等离子体中的电子和离子对材料表面的原子或分子进行撞击，引起表面的化学反应或物理撞击。
通过调节等离子体中的电子和离子的能量、流密度以及刻蚀气体的成分和流量等参数，可以控制刻蚀速率和刻蚀深度，从而实现对材料的精确刻蚀。
应用等离子刻蚀在微纳加工领域有着广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：半导体工业在集成电路制造过程中，等离子刻蚀被广泛应用于晶圆制备、形成金属电极和导线、形成绝缘层和光刻胶的去除等。
利用等离子刻蚀技术可以实现高精度、高可控性的微细结构加工，从而提高芯片的性能和可靠性。
光学器件制造在光学器件制造过程中，等离子刻蚀被用于制备光学元件的表面形态和表面粗糙度，以及形成光波导结构。
利用等离子刻蚀技术可以实现对光学器件的微纳结构加工，从而提高光学元件的性能。
纳米材料研究在纳米材料研究中，等离子刻蚀被用于制备纳米结构、纳米模板和纳米线阵列等。
利用等离子刻蚀技术可以实现对材料的纳米尺度加工，从而研究纳米领域的新奇物性和应用。
生物医学器件制造在生物医学器件制造过程中，等离子刻蚀被广泛应用于制备微流控芯片、生物芯片和生物传感器等。
利用等离子刻蚀技术可以实现对生物医学器件的微纳结构加工，从而提高生物传感器的灵敏度和稳定性。
氩等离子体刻蚀 还原作用
氩等离子体刻蚀还原作用
氩等离子体刻蚀是一种常用的表面处理技术，它利用氩等离子体的化学和物理作用，将气体原子或离子转化为高能粒子，通过碰撞作用将物体表面的材料去除，实现刻蚀的目的。
氩等离子体刻蚀的作用主要有以下几个方面：
1.清除杂质：氩等离子体刻蚀能有效地清除表面的杂质和有机
物质，将其去除，使表面更加纯净。
2.改变表面形貌：氩等离子体刻蚀可以改变材料的表面形貌，
如增加表面粗糙度、形成纳米级结构等，从而改善材料的表面性能。
3.尺寸调控：氩等离子体刻蚀可以控制材料的几何形状和尺寸，实现微纳加工，对于电子器件、光学器件等的制造具有重要意义。
4.修复和再生：氩等离子体刻蚀可以修复受损的材料表面，并
实现材料的再生，延长其使用寿命。
5.表面改性：氩等离子体刻蚀还可以实现材料表面的化学改性，如引入功能基团、增强材料的附着力等，从而改善材料的性能。
总的来说，氩等离子体刻蚀具有清洁、调控、修复和改性等多种功能，可广泛应用于材料科学、纳米技术、光学器件制造等领域。
等离子体刻蚀
6 电极材料 电极包括阴极和阳极。要求阴极材料是化学惰性的，否则 被刻蚀，消耗反应物质，影响样品的刻蚀速率。 阳极与侧壁在离子的溅射下不会形成挥发性产物，而是将 溅射产物再沉积到其他表面， 包括样品材料表面， 影响 样品的进一步刻蚀。 即使材料本身是化学惰性的，样品材料在刻蚀过程中也会 因物理溅射，尤其是掩膜材料的溅射，将溅射物沉积到阳 极或反应室腔体内部。把这种环境带给下一次实验，“记 忆效应”。 为了尽量减少这种“交叉污染”，应尽量避免同一刻蚀系 统刻蚀多种不同材料，或者要求在每一次新的刻蚀前对反 应室腔体进行等离子体 “清洁”，即在未放样品前用氧 气或氩气对腔室体预刻蚀一段时间。
根据产生等离子体的方式又分为 ICP感性耦合等 离子体（inductively coupled plasma）, CCP 容性耦合等离子体 （capacitively coupled plasma）, ECR微波电子回旋共振等离子体 （microwave electron cyclotron resonance）。
物理加化学的过程 离子的溅射和解吸附的物理特性加上化学 反应特性，刻蚀速度大于单一的任何的单 一过程。
4）具体的仪器原理介绍（RIE、 ICP和ECR）
等离子放电刻蚀技术分类
根据使用离子的物理和化学的作用，可分为 反应离子刻蚀（reactive ion etch）（物理和化 学作用）、离子溅射刻蚀(物理作用)。
等离子体刻蚀
潘华勇 1）介绍等离子体刻蚀在刻蚀方法中的位置 2）刻蚀参数 3）刻蚀的微观机理 4）具体的仪器原理介绍（RIE、ICP和ECR） 5）具体实验参数对刻蚀的影响 6）本实验室刻蚀仪器的介绍（TRION TECHNOLOGY MINILOCK IIIICP） （1）外观，结构，实验参数，一些材料的刻蚀工艺参数， 厂家提供的一些刻蚀材料的情况；（2）实验步骤； 7）作业 8) 参考文献
深反应等离子刻蚀原理
深反应等离子刻蚀原理
深反应等离子刻蚀（deep reactive ion etching, DRIE）是一种常
用于制作微细结构的刻蚀技术。
其原理如下：
1. 等离子体产生：首先，使用高频电源在刻蚀室中产生一个低温等离子体。
通常，氧气（O2）和六氟化硫（SF6）等气体被
引入室内，其气体分子被电离形成等离子体。
2. 离子加速：在等离子体中，通过加速电场将离子加速到高速。
通常，使用较轻的氩气（Ar）离子来加速。
3. 离子碰撞：加速的离子会碰撞到待刻蚀的材料表面。
在碰撞过程中，离子会弹出材料表面上的原子或分子。
4. 反应产物清除：经过碰撞后，材料表面上的原子或分子会与进入室内的气体原子或分子发生化学反应。
这些反应产物将通过抽气系统清除，从而保证刻蚀过程的进行。
通过不断重复以上过程，可实现对材料的深刻蚀。
DRIE技术
具有刻蚀速率快、刻蚀深度可控、刻蚀平直性好等优点，因此在微纳加工领域得到广泛应用。
等离子体刻蚀反应离子刻蚀
等离子体刻蚀反应离子刻蚀等离子体刻蚀是一种常用的表面加工技术，可以用于微电子器件的制造和纳米材料的制备等领域。
在等离子体刻蚀过程中，通过引入反应离子来实现材料表面的去除或改性。
反应离子刻蚀是一种通过化学反应来去除材料表面的方法。
在等离子体刻蚀中，首先需要产生一个等离子体气体环境。
这可以通过在真空室中加入适当的气体并施加高频电场来实现。
在等离子体中，气体分子会被电场加速，发生碰撞后产生电离，形成等离子体。
在等离子体中，存在着各种类型的离子，如正离子、负离子、中性粒子等。
其中，反应离子是指在等离子体中被激发或电离的离子。
这些反应离子具有较高的能量，并且在与物体表面碰撞时可以引发化学反应。
在离子刻蚀过程中，反应离子与物体表面发生碰撞，导致物质的去除或改性。
当反应离子与物体表面发生碰撞时，会发生吸附、解离、反应等过程。
例如，当反应离子与材料表面发生碰撞时，可以发生化学反应，使表面的原子或分子与反应离子发生结合，从而被去除或改变。
反应离子刻蚀的效果受到多种因素的影响。
首先是反应离子的能量。
能量越高，离子与表面发生碰撞的概率越大，化学反应的速率也会增加。
其次是反应离子的种类和浓度。
不同种类的反应离子对材料表面的去除或改性具有不同的效果，因此需要选择合适的反应离子。
此外，反应离子的浓度也会影响反应的速率和效果。
在实际应用中，等离子体刻蚀可以用于制造微米和纳米尺度的器件。
例如，在集成电路制造中，可以使用等离子体刻蚀来去除杂质、形成绝缘层或改变导电层的形状。
在纳米材料的制备中，等离子体刻蚀可以用于控制纳米颗粒的形貌、尺寸和分布等。
等离子体刻蚀反应离子刻蚀是一种重要的表面加工技术。
通过引入反应离子来实现材料表面的去除或改性，可以在微电子器件的制造和纳米材料的制备等领域发挥重要作用。
通过调节反应离子的能量、种类和浓度等参数，可以实现对材料表面的精确控制，满足不同应用的需求。
等离子刻蚀原理
等离子刻蚀原理等离子刻蚀（Plasma Etching）是一种常用的微纳加工技术，广泛应用于半导体、光电子、生物医药等领域。
它利用高能等离子体对固体表面进行化学反应和物理蚀刻，从而实现对材料的精确加工和微纳米结构的制备。
等离子刻蚀技术具有高加工精度、高选择性、高速加工等优点，因此备受关注。
等离子刻蚀的原理主要涉及等离子体的产生、等离子体与材料表面的相互作用以及蚀刻过程的调控。
首先，等离子体产生的过程通常是通过将气体置于高频电场中，使气体分子发生电离，产生电子和离子，形成等离子体。
在等离子体产生后，等离子体与材料表面发生化学反应和物理作用，导致材料表面的蚀刻和改性。
最后，通过控制等离子体的参数、反应气体的选择和流量、以及材料表面的特性，可以实现对蚀刻过程的精确控制。
在等离子刻蚀过程中，等离子体的产生是至关重要的一步。
通常采用射频（RF）或微波（MW）等高频电场来产生等离子体。
高频电场使气体分子发生电离，产生自由电子和离子，形成等离子体。
等离子体中的离子和电子具有高能量，能够对材料表面产生强烈的化学反应和物理作用，从而实现蚀刻过程。
另外，等离子体与材料表面的相互作用也是影响蚀刻效果的重要因素。
等离子体中的离子和自由基可以直接与材料表面发生化学反应，使材料发生蚀刻。
同时，等离子体中的能量也可以通过碰撞传递给材料表面，导致材料的物理蚀刻。
这种化学反应和物理作用共同作用下，实现了对材料表面的精确加工。
此外，蚀刻过程的调控也是等离子刻蚀技术的关键之一。
通过控制等离子体的参数，如密度、温度、能量分布等，可以实现对蚀刻速率、表面粗糙度、侧壁形貌等的调控。
同时，选择合适的反应气体、调节气体流量和压力，也可以影响蚀刻过程中的化学反应和物理作用。
此外，材料的表面特性，如成分、结构、形貌等，也会对蚀刻过程产生影响，因此需要进行合理的调控。
综上所述，等离子刻蚀技术是一种重要的微纳加工技术，其原理涉及等离子体的产生、等离子体与材料表面的相互作用以及蚀刻过程的调控。
等离子体刻蚀.
等离子体刻蚀●集成电路的发展1958年：第一个锗集成电路1961年：集成8个元件目前：集成20亿个元件对比：第一台计算机（EN IAC，1946），18000 只电子管, 重达30 吨, 占地180 平方米, 耗电150 千瓦。
奔II芯片：7.5百万个晶体管●集成电路发展的基本规律穆尔法则：硅集成电路单位面积上的晶体管数，每18个月翻一番，特征尺寸下降一半。
集成度随时间的增长：特征长度随时间的下降：集成电路制造与等离子体刻蚀集成电路本质：微小晶体管，MOS场效应管的集成微小晶体管，MOS场的制作：硅片上微结构制作----槽、孔早期工艺：化学液体腐蚀----湿法工艺5微米以上缺点: (a)腐蚀性残液----->降低器件稳定性、寿命(b)各向同性(c)耗水量大（why）(d)环境污染随着特征尺寸的下降，湿法工艺不能满足要求，寻求新的工艺----> 等离子体干法刻蚀，在1969引入半导体加工，在70年代开始广泛应用。
等离子体刻蚀过程、原理：刻蚀反应粒子的产生、输运能量馈入（1）产生化学活性的带电粒子、中性自由基（2）反应粒子输运（3）带电粒子穿越鞘层加速鞘层（4）反应粒子在刻蚀槽孔内输运、反应的分解、电离过程例：CF4刻蚀三个阶段(1) 刻蚀物质的吸附、反应(2) 挥发性产物的形成;(3) 产物的脱附,氯等离子体刻蚀硅反应过程Cl2→Cl+ClSi（表面）+2Cl→SiCl2SiCl2+ 2Cl→SiC l4（why）CF4等离子体刻蚀SiO2反应过程离子轰击作用三种主要作用（1）化学增强物理溅射(Chemical en2hanced physicalsputtering)例如,含氟的等离子体在硅表面形成的SiF x 基与元素Si 相比,其键合能比较低,因而在离子轰击时具有较高的溅射几率,（2）晶格损伤诱导化学反应(damage - induced chemical reaction)离子轰击产生的晶格损伤使基片表面与气体物质的反应速率增大（3）化学溅射(chemical sputtering)活性离子轰击引起一种化学反应,使其先形成弱束缚的分子,然后从表面脱附。
第六讲 等离子体刻蚀
第六讲等离子体刻蚀干法体硅加工――深反应离子刻蚀技术干法体硅加工的必要性：高深宽比微结构是MEMS体系必不可少的特征之一，基于硅的优异机械特性和半导体工业的积累，硅被选择作为MEMS的主要结构材料，但是，湿法刻蚀难以实现任意形状的图形转移，复杂微结构的硅材料在高深宽比硅干法刻蚀获得进展之前是非常困难和有很多限制条件的，因此，人们在硅的深刻蚀加工方面倾注了大量的精力，因此也取得了长足进步，发展称为独具特色的专用加工设备，大有取代湿法刻蚀的趋势。
内容：等离子体刻蚀技术硅的刻蚀与高深宽比机制应用等离子体刻蚀技术等离子体的形成：当一定量的化学气体进入一定压力的腔体，在上下电极加上高电压，产生电弧放电，生成大量的离子和自由电子，这种由部分离化的气体组成的气相物质被称为等离子体对于气体分子AB，其等离子体中可能含有： A,B,A,B,AB,A,B,AB，e其中激发态的粒子会自发放电，产生辉光，称为辉光放电现象。
于是：直流激发的辉光放电被称为直流辉光放电射频电流激发的放电就称为射频放电对于直流等离子体反应，其典型气压约在1mTorr，典型装置如下：+++***平板间距决定了激发电源的电压，大约是5厘米对应500V，10厘米对应1000V 的水平处于两极之间的等离子体，正电粒子向负极运动，电子向正极运动，电子更快。
离子最终撞击阴极将产生更多的二次电子，二次电子再向正极运动，并被极间电场加速，当能量足够高时，与腔室内的气体分子碰撞，又可以产生新的离子，如此反复，就可以维持腔室内一定区域的等离子状态。
研究表明：等离子体中绝大多数仍为气体分子，自由基和带电粒子只占很小部分，对于简单的直流放电等离子体，自由基约占1%，而离子更是只有大约0.01% 因此，一般等离子体刻蚀反应主要是由自由基去完成的对于表面不导电的介质薄膜，直流辉光放电产生的等离子体电荷会积聚在绝缘层的表面，最终导致极间电场消失，等离子体也会耗尽。
为此，以交变的电压激发等离子体，使之交替驱动带电粒子轰击两个电极，当高频电压的频率大于10KHz（如13.56MHz），气体中的离子便跟不上电压的变化，而自由电子在电场作用下加速，获得能量。
等离子体干法刻蚀
等离子体干法刻蚀等离子体刻蚀（也称干法刻蚀）是集成电路制造中的关键工艺之一，其目的是完整地将掩膜图形复制到硅片表面，其范围涵盖前端CMOS栅极（Gate）大小的控制，以及后端金属铝的刻蚀及Via和Trench的刻蚀。
在今天没有一个集成电路芯片能在缺乏等离子体刻蚀技术情况下完成。
刻蚀设备的投资在整个芯片厂的设备投资中约占10%~12%比重，它的工艺水平将直接影响到最终产品质量及生产技术的先进性。
干法刻蚀是用等离子体化学活性较强的性质进行薄膜刻蚀的技术。
根据使用离子的刻蚀机理，干法刻蚀分为三种：物理性刻蚀、化学性刻蚀、物理化学性刻蚀。
其中物理性刻蚀又称为溅射刻蚀，方向性很强，可以做到各向异性刻蚀，但不能进行选择性刻蚀。
化学性刻蚀利用等离子体中的化学活性原子团与被刻蚀材料发生化学反应，从而实现刻蚀目的。
由于刻蚀的核心还是化学反应，因此刻蚀的效果和湿法刻蚀有些相近，具有较好的选择性，但各向异性较差。
最早报道等离子体刻蚀的技术文献于1973年在日本发表，并很快引起了工业界的重视。
至今还在集成电路制造中广泛应用的平行电极刻蚀反应室（Reactive Ion Etch-RIE）是在1974年提出的设想。
在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体，等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团（Radicals）。
活性反应基团和被刻蚀物质表面形成化学反应并形成挥发性的反应生成物。
反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。
在平行电极等离子体反应腔体中，被刻蚀物是被置于面积较小的电极上，在这种情况，一个直流偏压会在等离子体和该电极间形成，并使带正电的反应气体离子加速撞击被刻蚀物质表面，这种离子轰击可大大加快表面的化学反应，及反应生成物的脱附，从而导致很高的刻蚀速率，正是由于离子轰击的存在才使得各向异性刻蚀得以实现。
干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。
纳米刻蚀工艺中的等离子体刻蚀技术
纳米刻蚀工艺中的等离子体刻蚀技术是一种在纳米级别上进行表面加工的重要技术，其广泛用于制造纳米级的电子设备、光学元件和生物传感器等。
这种技术通过等离子体刻蚀设备产生高能粒子，以物理方式去除表面材料，从而实现纳米级别的精细加工。
等离子体刻蚀技术的工作原理主要基于物理学的电化学反应。
当高能粒子轰击目标材料时，表面材料被剥离并形成等离子体。
这些等离子体会在电场的作用下移动，最终被收集并引向收集器。
这个过程中，电化学反应会改变表面的化学性质，使得材料更容易被剥离，从而实现纳米级别的刻蚀。
相比于传统的化学腐蚀方法，等离子体刻蚀技术具有更高的精度和更快的刻蚀速度。
这是因为等离子体刻蚀技术可以在更高的能量水平上进行操作，从而更有效地去除表面材料。
此外，等离子体刻蚀技术还可以在各种材料上进行操作，包括金属、绝缘体和半导体等，这使得它在纳米制造领域具有广泛的应用前景。
然而，等离子体刻蚀技术也存在一些挑战和限制。
首先，设备成本较高，需要专业的技术人员进行操作和维护。
其次，等离子体刻蚀技术在某些材料上的应用可能会受到限制，这主要是因为材料的性质和表面状态会影响刻蚀效果。
最后，过度的刻蚀可能会导致材料的损坏或变形，因此需要严格控制刻蚀的深度和时间。
总的来说，等离子体刻蚀技术是一种非常有前途的纳米刻蚀技术。
它在纳米制造领域的应用前景广阔，但也需要注意其局限性并合理使用。
随着纳米技术和相关领域的不断发展，我们期待等离子体刻蚀技术在未来的应用中能够更加广泛和深入。
ccp刻蚀的工作原理
CCP刻蚀的工作原理1. 引言CCP (Capacitively Coupled Plasma，电容耦合等离子体) 刻蚀是一种常用的微纳加工技术，广泛应用于集成电路、纳米器件制备等领域。
本文将深入探讨CCP刻蚀的工作原理，涵盖了其基本概念、装置结构、放电过程、物理原理和应用等方面的内容。
2. CCP刻蚀装置结构CCP刻蚀装置主要由等离子体反应室和上下电极组成。
等离子体反应室由真空室和气体输送系统组成，上电极是用于产生电场和输入功率的电极，下电极是用于夹持待刻蚀样品的电极。
3. CCP放电过程CCP刻蚀过程中，首先将反应室内抽成低压真空状态，然后通过气体输送系统将刻蚀气体引入反应室。
当刻蚀气体施加高频电压时，上电极上的电场发生变化，导致等离子体的形成与剪切。
3.1 环境气体电离在高频电场的作用下，刻蚀气体中的原子或分子先被电子击中并电离。
电离的刻蚀气体产生的电子会加速，并与刻蚀气体碰撞，从而进一步电离刻蚀气体。
3.2 等离子体形成电离的刻蚀气体中的电子被电场加速，并与中性刻蚀气体碰撞，产生新的电子和离子。
这些电子和离子的再次碰撞与离子化反应形成一个稳定的等离子体。
3.3 高频功率输入稳定的等离子体在高频电场的作用下，可以将输入的功率传递到上电极。
这种电热耦合引起了等离子体温度的上升。
3.4 碰撞与散射等离子体中的离子碰撞并散射到反应室的壁上。
反应室壁上的中性或反应性的散射物质反过来又被等离子体循环，继续碰撞和散射。
4. CCP刻蚀的物理原理CCP刻蚀的物理原理主要涉及刻蚀过程中的化学反应和物理过程。
4.1 化学反应在CCP刻蚀过程中，刻蚀气体和待刻蚀材料在等离子体的作用下发生化学反应。
这些化学反应主要包括物理吸附、表面反应和气相反应等。
4.2 物理过程在CCP刻蚀过程中，等离子体的能量转移到样品表面，导致样品表面物质的去除和形貌变化。
物理过程主要包括离子撞击、中性粒子撞击和自然氧化膜剥离等。
5. CCP刻蚀的应用CCP刻蚀具有高精度、高效率、低损伤和良好的选择性等优点，因此在微纳加工领域有广泛的应用。
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控制方法
对于不同规格的硅片，应适当的调整辉光功 率和刻蚀时间使达到完全去除短路通道的效果。
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刻蚀工艺不当的影响
Rs
IL
ID
Rsh
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12
在等离子体刻蚀工艺中，关键的工艺参数是射 频功率和刻蚀时间。 • 刻蚀不足：电池的并联电阻会下降。 • 射频功率过高：等离子体中离子的能量较高会对 硅片边缘造成较大的轰击损伤，导致边缘区域的 电性能变差从而使电池的性能下降。其最大影响 是会是器件的理想因子“n”增加，因为在结区 （耗尽层）造成的损伤会使得结区复合增加，从 而表现在理想因子的增加。
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4.
• 这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
6
等离子体刻蚀反应
7
• 首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下 分解成多种中性基团或离子。
CF CF , CF , CF, F, C以及它们的离子
e 4 3 2
• 其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到 达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。 • 生产过程中，CF4中掺入O2，这样有利于提高Si和 SiO2的刻蚀速率。
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检验方法
• 冷热探针法
冷热探针法测导电型号
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检验原理
• 热探针和N型半导体接触时，传导电子将流 向温度较低的区域，使得热探针处电子缺 少，因而其电势相对于同一材料上的室温 触点而言将是正的。 • 同样道理，P型半导体热探针触点相对于室 温触点而言将是负的。 • 此电势差可以用简单的微伏表测量。 • 热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一 个探针的周围，也可以用小型的电烙铁。
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等离子体刻蚀工艺
• 装片 在待刻蚀硅片的两边，分别放置一片与硅 片同样大小的玻璃夹板，叠放整齐，用夹 具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的 缝隙。将夹具平稳放入反应室的支架上， 关好反应室的盖子。
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• 工艺参数设置
负载容量 （片） 200
工作气体流量（sccm）
CF4 184 O2 16 N2 200
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等离子体的应用
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等离子体的产生
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等离子体刻蚀原理
• 等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应 气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活 性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材 料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。它的 优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理 形貌 。（这是各向同性反应）
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检验操作及判断
1. 2. 3. 确认万用表工作正常，量程置于200mV。 冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相 连。 用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压 表显示这两点间的电压为正值，说明导电类型为p型， 刻蚀合格。相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是 否为p型。 如果经过检验，任何一个边沿没有刻蚀合格，则这一批 硅片需要重新装片，进行刻蚀。
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• 刻蚀时间过长：刻蚀时间越长对电池片的正反面 造成损伤影响越大，时间长到一定程度损伤不可 避免会延伸到正面结区，从而导致损伤区域高复 合，理想（什么是理想）因子的增加，开路电压 和短路电流降低。 • 射频功率太低：会使等离子体不稳定和分布不均 匀，从而使某些区域刻蚀过度而某些区域刻蚀不 足，导致并联电阻下降。
气压 辉光功率 反射功率 （Pa） （W） （W） 120 650~750 辉光颜色 0
工作阶段时间（分钟）
预抽 0.2~0.4
主抽 2.5~4
充气 2
辉光 10~14
充气 2
腔体内呈乳白色，腔 壁处呈淡紫色
*可根据生产实际做相应的调整
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•
边缘刻蚀控制
短路形成途径
由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散， 硅片的所有表面（包括边缘）都将不可避免地 扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会 沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而 造成短路。此短路通道等效于降低并联电阻。
等离子体刻蚀
目录
• 等离子体的原理及应用
• 等离子刻蚀原理 • 等离子刻蚀过程及工艺控制 • 检验方法及原理
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什么是等离子体？
• 随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液 体和气体。它们统称为物质的三态。 • 如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子 间的运动十分剧烈，彼此间已难以束缚，原子中 的电子因具有相当大的动能而摆脱原子核对它的 束缚，成为自由电子，原子失去电子变成带正电 的离子。这样，物质就变成了一团由电子和带正 电的的离子组成的混合物 。这种混合物叫等离子 体。它可以称为物质的第四态。