Isotropisk etsning och anisotropisk etsning av Silicon Wafer

Isotropisk etsning och anisotropisk etsning av Silicon Wafer

PAM-XIAMEN kan tillhandahålla etsande silikonskivor i P-typ och N-typ, mer specifikationer se:https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer/etching-wafer.html. Etsningen av kiselskivor är uppdelad i isotropi och anisotropi, visad som fig. 1. Isotropi-etsning innebär att etsningshastigheten för kisel i alla riktningar är densamma under etsningsprocessen, och etsningsresultatet är vanligtvis en spårformad struktur; Anisotropi är motsatt, vilket innebär att endast den vertikala riktningen av kisel etsas under etsningsprocessen, och den laterala riktningen etsas inte. Genomgående kiselväggar lämpliga för 3D-förpackning kan tillverkas genom anisotropisk etsning.

Etsningsschema av isotrop och anisotrop

Fig. 1 Etsningsschema av isotrop och anisotrop

Kisel kan etsas huvudsakligen av halogenhaltiga gaser, såsom Cl2. Även om det kan säkerställa en hög grad av anisotropi vid etsning, är dess etsningshastighet låg. Vi kan använda Br-innehållande gaser, som Br2 och HBr, men det har en lägre etsningshastighet. Om den är för låg kommer rester att avsättas på kiselytan efter etsning. Därför använder de flesta forskare fluorbaserade (F) kemiska gaser för att etsa kisel, men fluoratomer reagerar spontant med kiselmaterial, vilket resulterar i isotropisk etsning.

1. Vad är skillnaden mellan isotropisk och anisotropisk etsning?

Kiselwafers har en enkristallgitterstruktur som upprepas i alla riktningar, men med olika densitet i varje riktning. De vertikala planen innehåller ett annat antal kiselatomer än diagonalplanen. Detta innebär att etsning med vissa etsmedel är långsammare i riktningar med fler atomer och snabbare i riktningar med färre atomer.

Etsmedel som används för isotropisk etsning, såsom fluorvätesyra, etsar med samma hastighet i alla riktningar, oberoende av kiselatomdensitet. För etsmedel som används för anisotrop etsning, såsom kaliumhydroxid (KOH), beror etsningshastigheten på antalet kiselatomer i gitterplanet, så skillnaden i den riktade anisotropiska etsningshastigheten beroende på planet tillåter bättre kontroll Former etsade i kisel oblat. Med motsvarande orientering av kiselskivan kan etsningen tidsinställas för att producera raka eller vinklade sidor och skarpa hörn. Etsning under masken kan minskas.

2. Hur man använder isotropisk och anisotropisk etsning i halvledartillverkning?

Isotropisk etsning är svårare att kontrollera än anisotropisk etsning, men det går snabbare. Under de inledande stadierna av tillverkning av kiselskivor etsas stora detaljer in i kislet. I detta skede av tillverkningen är etsningshastigheten viktig för att möjliggöra genomströmningen. Isotropisk etsning används för att snabbt skapa dessa stora former med rundade hörn. Även om processingenjörer och operatörer har mindre kontroll över formen på de detaljer som etsas, är noggrann temperatur- och koncentrationskontroll fortfarande viktig för att säkerställa att samma cirkulära form produceras på wafers som bearbetas i olika satser.

Efter etsning av stora former med en isotrop process kräver mikrostrukturerna och metallbanorna bättre kontroll över detaljerna. Anisotropisk etsning ger denna kontroll så länge som gitterstrukturen hos kiselskivan är korrekt orienterad. Anisotropisk KOH-etsning är pålitlig och lätt att kontrollera. Den kan användas för att skapa exakta, raka kanter som krävs för slutliga halvledarprodukter. Exakt kontroll av temperatur och etsmedelskoncentration är ännu viktigare för anisotropisk etsning. Dessa processparametrar påverkar kraftigt etsningshastigheten i alla riktningar och påverkar således etsningens slutliga form.

powerwaywafer

För mer information, kontakta oss via e-post på victorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.

Dela det här inlägget