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1、反应离子刻蚀Reactive Ion Etching,1,t课件,刻 蚀 方 法 简 介,RIE 刻 蚀 原 理,RIE 刻 蚀 术 语,RIE 刻蚀的工艺优化,RIE 刻 蚀 机,RIE刻蚀不足与损伤,2,t课件,刻蚀技术,湿法干法,化学刻蚀电解刻蚀,离子束溅射刻蚀（物理作用）等离子体刻蚀（化学作用）反应离子刻蚀（物理化学作用）,刻蚀技术分类：,3,t课件,干法刻蚀,特点: 利用刻蚀气体辉光放电形成的等离子体进行刻蚀。优点: 各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。缺点：成本高，设备复杂。,4,t课件,React
2、ive Ion Etching,什么是反应离子刻蚀？是一种微电子干法腐蚀工艺。原理：当在平板电极之间施加高频电压时会产生数百微米厚的离子层，在其中放入试样，离子高速撞击试样而完成化学反应刻蚀。,5,t课件,反应离子刻蚀（物理化学作用）, 机理：物理性的离子轰击和化学反应相结合实现的刻蚀。离子轰击改善化学刻蚀作用。 设备：反应离子刻蚀机（RIE) 传统的RIE设备结构简单、价格较低廉。通过适当选择反应气体、气压、流量和射频功率，可以得到较快的刻蚀速率和良好的各向异性。 特点：.选择比较高；各向异性较好；刻蚀速度较快,6,t课件,离子轰击的作用,A.离子轰击将被刻蚀材料表面的原子键破坏使化学反应增
3、强。,B.再将淀积于被刻蚀表面的产物或聚合物打掉,7,t课件,反应离子刻蚀,在RIE设备中，使用非对称腔体。为了保持电流连续性，小电极处应有更高的电场(更高的RF电流密度）。,自由基反应各向同性刻蚀，高能离子轰击各向异性刻蚀,8,t课件,光刻,抑制剂沉积或形成,刻蚀,抑制剂沉积或形成,刻蚀,反复进行,最终形状,(a)抑制剂沉积速率比刻蚀速率快,(a)抑制剂沉积速率比刻蚀速率慢,刻蚀过程示意图,反复进行,为了获得高度的各项异性，通常利用侧壁钝化技术，即在刻蚀露出的侧壁上形成聚合物或二氧化硅保护膜，使侧壁不受刻蚀,9,t课件,RIE 刻 蚀 术 语,刻蚀速率,选择比,刻蚀均匀性,刻蚀剖面,10,t
4、课件,RIE工艺参数的优化,刻蚀工艺参数：射频功率、腔体压强、气体流量等1.若物理作用占主导则刻蚀损伤较大；2.若化学作用占主导则刻蚀速度较慢，各项同性，表面粗糙。因此，选择最优的刻蚀参数的组合可以 在保证表面光滑和一定的速率和方向性。,11,t课件,12,t课件, 工作气压较高，离子沾污较大。,RIE的不足, 射频等离子体的离化率较低., 刻蚀速度 等离子体密度，但同时离子轰击的能量 ，轰击损伤;, 线条，深宽比；气压 离子的自由程 刻蚀的垂直度，但刻蚀效率。,13,t课件,RIE中的物理损伤和杂质驱进,在含碳的RIE刻蚀后，顶部30埃由于大量的Si-C键缺陷引起大量损伤，严重损伤可达300埃深。,14,t课件,三级式反应离子刻蚀机,解决RIE离子能量随等离子体密度增加使得刻蚀效率变差的问题。,它有三个电极可以将等离子体的产生与离子的加速分开控制。,15,t课件,磁场强化活性离子刻蚀机（MERIE）,在传统RIE的基础上加上永久性的磁铁或线圈，产生与晶片平行、与电场垂直的磁场,16,t课件,谢谢,17,t课件,
