微电子工艺之刻蚀技术PPT教案.pptx

刻蚀技术是微电子工艺中的核心环节，主要目的是通过移除特定材料来形成微观电路的图形。本教程重点讲解了湿法刻蚀，这是一种利用化学溶液与待刻蚀材料发生反应来实现图形转移的方法。 刻蚀技术的选择比至关重要。在刻蚀过程中，如SiO2的刻蚀，要求对光刻胶和硅的腐蚀速率极低，但对SiO2的腐蚀速率要高。这样可以确保光刻胶作为掩模时，只去除预定的材料，而不影响其他区域。均匀性是另一个关键因素，它涉及到膜层厚度和刻蚀速率的均匀性。如果刻蚀速率不一致，会导致图形转移尺寸的不均匀，影响微电子器件的性能。此外，清洁度也极其重要，腐蚀过程中的玷污不仅会影响图形转移质量，还会增加后续清洗的复杂性，甚至可能导致器件故障，如接触孔的重金属玷污可能引起漏电。 湿法刻蚀因其设备简单、成本低、产量高、选择比好和重复性强等优点而广泛应用。然而，它也有缺点，如严重的侧向腐蚀，对精细图形的控制不足。湿法刻蚀主要包括以下几个步骤：反应物扩散到材料表面，与材料反应，然后反应产物扩散到溶液中并被排出。 在湿法刻蚀中，针对不同材料有不同的腐蚀剂和配方。例如，对于SiO2，常用HF与NH4F混合液，腐蚀温度通常在30-40℃之间，腐蚀时间需根据SiO2的厚度和腐蚀速率来确定。对于Al，可以使用H3PO4、KMnO4或碱性溶液进行腐蚀，但这些方法可能会对胶膜造成损害，产生横向腐蚀，并可能引入Na+污染。Si3N4的腐蚀通常采用热H3PO4。Si的腐蚀可选用HNO3-HF-H2O或KOH-异丙醇的混合溶液。poly-Si的腐蚀则用HF-HNO3-HAC，Au和Pt使用王水（硝酸与盐酸的混合物）进行腐蚀。PSG和BPSG的去除通常采用氟化胺溶液配合冰醋酸。 去胶过程一般涉及热硫酸，包括使用浓H2SO4、氨水、过氧化氢以及硫酸和过氧化氢的混合液进行清洗，以去除残留的光刻胶。 刻蚀技术在微电子工艺中起着至关重要的作用，其选择比、均匀性和清洁度等因素直接影响到微电子器件的质量和性能。湿法刻蚀虽然有其局限性，但因其经济性和效率，仍然是广泛采用的技术。理解和掌握这些知识对于微电子工程的实践和教学至关重要。