Grabado isotrópico y grabado anisotrópico de oblea de silicio

Grabado isotrópico y grabado anisotrópico de oblea de silicio

PAM-XIAMEN puede proporcionar oblea de silicio de grabado en tipo P y tipo N, más especificaciones, consulte:https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer/etching-wafer.html. El grabado de obleas de silicio se divide en isotropía y anisotropía, como se muestra en la Fig. 1. Grabado isotrópico significa que la velocidad de grabado del silicio en todas las direcciones es la misma durante el proceso de grabado, y el resultado del grabado suele ser una estructura en forma de ranura; La anisotropía es opuesta, lo que significa que solo se graba la dirección vertical del silicio durante el proceso de grabado y no se graba la dirección lateral. Las vías a través del silicio adecuadas para el empaquetado en 3D se pueden fabricar mediante grabado anisotrópico.

Esquema de grabado de isotrópico y anisotrópico

Fig. 1 Esquema de grabado de isotrópico y anisotrópico

El silicio se puede grabar principalmente con gases que contienen halógenos, como el Cl2. Aunque puede asegurar un alto grado de anisotropía en el grabado, su tasa de grabado es baja. Podemos usar gases que contengan Br, como Br2 y HBr, pero tiene una tasa de grabado más baja. Si es demasiado bajo, se depositarán residuos en la superficie de silicona después del grabado. Por lo tanto, la mayoría de los investigadores utilizan gases químicos a base de flúor (F) para grabar el silicio, pero los átomos de flúor reaccionan espontáneamente con los materiales de silicio, lo que da como resultado un grabado isotrópico.

1. ¿Cuál es la diferencia entre el grabado isotrópico y el anisotrópico?

Las obleas de silicio tienen una estructura reticular monocristalina que se repite en todas las direcciones, pero con diferentes densidades en cada dirección. Los planos verticales contienen un número diferente de átomos de silicio que los planos diagonales. Esto significa que el grabado con ciertos grabadores es más lento en direcciones con más átomos y más rápido en direcciones con menos átomos.

Los grabadores utilizados para el grabado isotrópico, como el ácido fluorhídrico, graban a la misma velocidad en todas las direcciones, independientemente de la densidad atómica del silicio. En el caso de los grabadores utilizados para el grabado anisotrópico, como el hidróxido de potasio (KOH), la velocidad de grabado depende del número de átomos de silicio en el plano de la red, por lo que la diferencia en la velocidad de grabado direccional anisotrópica según el plano permite un mejor control. Formas grabadas en silicio obleas Con la orientación correspondiente de la oblea de silicio, el grabado se puede sincronizar para producir lados rectos o en ángulo y esquinas afiladas. Se puede reducir el grabado debajo de la máscara.

2. ¿Cómo usar el grabado isotrópico y anisotrópico en la fabricación de semiconductores?

El grabado isotrópico es más difícil de controlar que el grabado anisotrópico, pero es más rápido. Durante las etapas iniciales de la fabricación de obleas de silicio, se graban grandes características en el silicio. En esta etapa de fabricación, la tasa de grabado es importante para el rendimiento de la instalación. El grabado isotrópico se utiliza para crear rápidamente estas formas grandes con esquinas redondeadas. Aunque los ingenieros de procesos y los operadores tienen menos control sobre la forma de las características que se graban, el control preciso de la temperatura y la concentración sigue siendo importante para garantizar que se produzca la misma forma circular en obleas procesadas en diferentes lotes.

Después de grabar formas grandes con un proceso isotrópico, las microestructuras y las trayectorias del metal requieren un mejor control sobre los detalles. El grabado anisotrópico proporciona este control siempre que la estructura reticular de la oblea de silicio esté correctamente orientada. El grabado anisotrópico con KOH es fiable y fácil de controlar. Se puede utilizar para crear formas precisas de bordes rectos necesarias para los productos semiconductores finales. El control preciso de la temperatura y la concentración del grabador es aún más importante para el grabado anisotrópico. Estos parámetros del proceso afectan fuertemente la tasa de grabado en todas las direcciones, afectando así la forma final del grabado.

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