Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Etching Anders Elfwing. Lite om Etsning 2 Föreläsningens mål: – Introducera följande begrepp: – Etsning: Torrets/Våtets Isotropi/anisotrpi Selektivitet.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Etching Anders Elfwing. Lite om Etsning 2 Föreläsningens mål: – Introducera följande begrepp: – Etsning: Torrets/Våtets Isotropi/anisotrpi Selektivitet."— Presentationens avskrift:

1 Etching Anders Elfwing

2 Lite om Etsning 2 Föreläsningens mål: – Introducera följande begrepp: – Etsning: Torrets/Våtets Isotropi/anisotrpi Selektivitet Torretsning: Våtetsning olika metoder Kisel kristallografi Etsstopp tekniker  Förklara :  Fysiken/kemin bakom plasma och dess etseffekter  Fördelar med olika typer av etsningsmetoder

3 Torrets/Våtets 3 Etsning är att avlägsna material från en arbetsskiva. Materialborttagning: produkter lösliga/flyktiga. TorretsVåtets ReaktanterGas fasVätske fas ProdukterFlyktigaLösliga MekanismFysikalisk / Kemisk Kemisk FördelSpecifik, renEnkel, billig NackdelUtrustnings- krävande Kontaminerande, svårstyrd

4 Etsers egenskaper 4  Anisotropi/isotropi: riktningsberoende  Etsselektvitet  Maskmaterial  Etshastighet  Ytojämnhet  Processtålighet

5 Isotropi/Anisotropi 5 Är etsningsprocessen riktningsberoende? I våtets följer anisotropi kristallplan och i torrets maskens geometri.

6 Isotrop våtets 6 Isotrop = Alla riktningar etsas lika fort, ~10 µm/min Används för att ”putsa” detaljer, ”polishing etchant” och skapa tunna kiselskivor Oftast syrabaserad HNA ets Består av HF, HNO 3 och CH 3 COOH/H 2 0 Reaktion i två steg: Oxidation av Si med HNO 3 HF löser SiO 2 Totalreaktion: Si + HNO HF  H 2 SiF 6 + HNO 2 + H 2 O + H 2 (g) CH 3 COOH ger högre etshast pga av mindre autokatalys av HNO 3. Dessutom bättre vätning av Si. Ets setup

7 HF and BHF 7 Vätefluorid (HF) etsar SiO 2 isotropt och selektivt mot Si (2000:1) Hastighet – Max vid konc HF (49 %): > 2 μm/min, HF ~1%: 0.1 μm/min Ofta buffrat med NH 4 F – kontrollerar pH OBS!!! Mycket hälsofarlig, penetrerar vanliga plasthandskar och hud och förstör skelettvävnad. Använd genast motmedel (Kalciumpasta) – annars  amputation

8 Anistrop ets 8 Anisotrop = Olika kristallplan etsas olika fort Används för att skapa specifika strukturer Oftast basbaserad, KOH, NaOH, LiOH, CsOH och RbOH, NH 4 OH etsar Si anisotropt Reaktionshastighetsbegränsat  temperaturberoende, ökad temperatur  ökad etshastighet, jämnare ytor Anisotropi ratio (AR) = Si+2OH - +2H2O  Si2(OH) H 2

9 Kristallstruktur 9 Enkristallint kisel har atomerna ordnade i diamant gitter, två sammanflätade fcc

10 Miller index (hkl) motsvarar plan i kristallen, [hkl] är riktningen vinkelrätt mot planet. Anisotropa etser etsar efter atompackningsdensitet  (111) långsammast Miller index 10

11 KOH ets 11 Innehåll:KOH 30 – 60 wt%, H 2 O eller IPA Temperatur:40 – 100 grader Hastighet:0.7 – 3 µm/min, högre vid hög temp KOH/H 2 O (111) < (100) < (110) IPA(111) < (110) < (100) Mask:SiO 2, LPCVD nitride Kommentar:under 20 wt % blir ytan mkt skrovlig pga H 2 (g). Långsammare ets vid högre wt%. Etsar metall t ex Al och även SiO 2 (max ratio 1:400) Munstycken i kisel gjorde med KOHets

12 Ets stopp 12 För att uppnå en viss membran tjocklek En kontrollerad våtets 1 % noggranhet V-groove metoden Dopat kisel eller elektrokemiskt etsstopp V groove metoden

13 Ets stopp 13

14 Torrets - plasma 14 Torretsning sker i m h a plasmagenerering Plasma: – Def: En gas innehållande laddade och neutrala föreningar t ex elektroner, positiva joner, negativa joner, atomer and molekyler – Tillför reaktiva substanser; joner, radikaler, i gasfas – Skapar en kontrollerad atmosfär – Används kommersiellt både subtraktivt och additivt

15 RF plasma 15 o Ett osc. E-fält får fria elektroner att oscillera och kollidera med gas molekyler  plasma o Plasma vid lägre tryck möjligt o Dielektriskt material möjligt att etsa

16 Plasma etsning 16 Reaktiva gasföreningar påverkar materialet och flyktiga föreningar skapas – Snabb – Selektiv – Isotrop Gasflöde mycket viktigt, pga s k loading effect

17 Mekanismer plasmaetsning 17 Exempel med CF 4 och Si 1. Etsande föreningar skapas i plasmat, CF 3 +, CF 3, F 2. Diffusion till yta 3. Adsorption till yta 4. Reaktion 5. Desorption 6. Diffusion till gas fas

18 Sputtring 18 + Enkel + ”Allt” går etsa + Anistrop - Långsam - Oselektiv - Defekter vanliga

19 RIE – Reactive ion etch 19 För att öka anisotropin kombineras – kemisk och fysikalisk etsning – Jonerna skapar defekter i ytan  underlättad etsning – Hög etshastighet CAIBE – chemical assicted ion beam etch – är likt RIE men med triod setup och med reaktanter som Cl 2 RIBE – reactive ion beam etch – jonerna själva som är reaktiva

20 DRIE - Deep Reactive Ion Etch Två-stegs 20

21 Hög aspect ratio (up to 50:1) Djup etsning (10µm-700µm) Snabb (4-20µm/min) Hög selektivet (70-150:1 for resist, :1 for oxide masks) Släta sidor DRIE 21

22 Etsprofiler 22 A – fysikalisk sputtring med joner, anisotrop B –kemisk plasma ets, isotrop C - RIE, kombination av A och B, mycket anisotrop D-RIE med inhibitor,ytterst anisotrop

23 Torrets, våtets, anisotropisk etsning, isotropi, KOH, HF,DRIE Etsningsordlista


Ladda ner ppt "Etching Anders Elfwing. Lite om Etsning 2 Föreläsningens mål: – Introducera följande begrepp: – Etsning: Torrets/Våtets Isotropi/anisotrpi Selektivitet."

Liknande presentationer


Google-annonser