Gravure isotrope et gravure anisotrope de tranche de silicium

Gravure isotrope et gravure anisotrope de tranche de silicium

PAM-XIAMEN peut fournir des tranches de silicium gravées de type P et de type N, plus de spécifications, veuillez consulter :https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer/etching-wafer.html. La gravure des tranches de silicium est divisée en isotropie et anisotropie, illustrées à la Fig. 1. La gravure isotrope signifie que la vitesse de gravure du silicium dans toutes les directions est la même pendant le processus de gravure, et le résultat de la gravure est généralement une structure en forme de rainure ; L'anisotropie est opposée, ce qui signifie que seule la direction verticale du silicium est gravée pendant le processus de gravure, et la direction latérale n'est pas gravée. Des vias à travers le silicium adaptés à l'encapsulation 3D peuvent être fabriqués par gravure anisotrope.

Schéma de gravure isotrope et anisotrope

Fig. 1 Schéma de gravure isotrope et anisotrope

Le silicium peut être gravé principalement par des gaz halogénés, tels que Cl2. Bien qu'il puisse assurer un haut degré d'anisotropie lors de la gravure, sa vitesse de gravure est faible. Nous pouvons utiliser des gaz contenant du Br, tels que Br2 et HBr, mais il a une vitesse de gravure plus faible. S'il est trop faible, des résidus se déposeront sur la surface du silicium après gravure. Par conséquent, la plupart des chercheurs utilisent des gaz chimiques à base de fluor (F) pour graver le silicium, mais les atomes de fluor réagissent spontanément avec les matériaux en silicium, ce qui entraîne une gravure isotrope.

1. Quelle est la différence entre la gravure isotrope et anisotrope ?

Les tranches de silicium ont une structure de réseau monocristallin qui se répète dans toutes les directions, mais avec des densités différentes dans chaque direction. Les plans verticaux contiennent un nombre d'atomes de silicium différent de celui des plans diagonaux. Cela signifie que la gravure avec certains agents de gravure est plus lente dans les directions avec plus d'atomes et plus rapide dans les directions avec moins d'atomes.

Les agents de gravure utilisés pour la gravure isotrope, tels que l'acide fluorhydrique, attaquent à la même vitesse dans toutes les directions, indépendamment de la densité atomique du silicium. Pour les agents de gravure utilisés pour la gravure anisotrope, tels que l'hydroxyde de potassium (KOH), la vitesse de gravure dépend du nombre d'atomes de silicium dans le plan du réseau, de sorte que la différence de vitesse de gravure anisotrope directionnelle en fonction du plan permet un meilleur contrôle Formes gravées dans le silicium galettes. Avec l'orientation correspondante de la plaquette de silicium, la gravure peut être chronométrée pour produire des côtés droits ou inclinés et des angles vifs. La gravure sous le masque peut être réduite.

2. Comment utiliser la gravure isotrope et anisotrope dans la fabrication de semi-conducteurs ?

La gravure isotrope est plus difficile à maîtriser que la gravure anisotrope, mais elle est plus rapide. Au cours des premières étapes de la fabrication de la plaquette de silicium, de grandes caractéristiques sont gravées dans le silicium. À ce stade de la fabrication, la vitesse de gravure est importante pour le débit de l'installation. La gravure isotrope est utilisée pour créer rapidement ces grandes formes aux angles arrondis. Bien que les ingénieurs de procédés et les opérateurs aient moins de contrôle sur la forme des éléments gravés, un contrôle précis de la température et de la concentration est toujours important pour garantir que la même forme circulaire est produite sur des tranches traitées en différents lots.

Après gravure de grandes formes avec un procédé isotrope, les microstructures et les chemins métalliques nécessitent un meilleur contrôle des détails. La gravure anisotrope assure ce contrôle tant que la structure en treillis de la plaquette de silicium est correctement orientée. La gravure anisotrope KOH est fiable et facile à contrôler. Il peut être utilisé pour créer des formes précises et droites requises pour les produits semi-conducteurs finaux. Un contrôle précis de la température et de la concentration en agent de gravure est encore plus important pour la gravure anisotrope. Ces paramètres de processus affectent fortement la vitesse de gravure dans toutes les directions, affectant ainsi la forme finale de la gravure.

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