随着对电子设备成本更低、性能更好、尺寸更小、可持续性更强的需求,微机电系统 (MEMS) 换能器成为受益于小型化的主要下一代技术候选之一 [1-3]。压电 MEMS 谐振器具有高品质因数和大机电耦合度,是射频 (RF) 系统中很有前途的产品 [4-8]。压电 MEMS 谐振器的主要材料是氮化铝 (AlN)、压电陶瓷 (PZT)、氧化锌 (ZnO) 和铌酸锂 (LN) [9-13]。近年来,掺杂 AlN 薄膜,尤其是氮化铝钪 (AlScN),因其能提高 d 33 和 d 31 压电系数而备受研究 [14]。基于AlN和AlScN薄膜的压电MEMS谐振器凭借单片集成度高、性能优越等特点,受到越来越多的关注。MEMS谐振器种类繁多,如表面声波(SAW)谐振器[15,16]、薄膜体声波谐振器(FBAR)[17-19]。但SAW器件与CMOS工艺不兼容,FBAR的频率主要取决于压电层厚度,因此很难在一个芯片上实现多个工作频率或宽频率可调性。另一方面,基于AlN和AlScN的轮廓模式谐振器(CMR)与CMOS工艺兼容[20-24]。同时,工作频率和谐振频率与CMOS工艺兼容,而基于CMR的器件的工作频率和谐振频率与CMOS工艺不兼容。
离子束蚀刻 (IBE) 通过定向和精确控制的离子能量轰击蚀刻目标,去除材料。IBE 也称为“离子束铣削”。IBE 源从惰性气体(通常是氩气)产生等离子体。一组电偏置网格确定离子束能量和离子束内的离子角发散。离子束撞击基材,通过物理溅射去除材料。离子束蚀刻具有其他等离子体工艺所不具备的定向灵活性。虽然 IBE 的蚀刻速率通常低于反应离子蚀刻 (RIE),但 IBE 可为需要精确轮廓控制的应用提供高精度(高各向异性)。此外,离子束蚀刻可用于去除 RIE 可能无法成功的材料。离子束可以蚀刻与 RIE 不兼容的合金和复合材料。离子束蚀刻有许多应用,包括磁传感器的纳米加工、MEMS 设备以及表面声波 (SAW) 和体声波 (BAW) 滤波器的修整。一种较新的应用是制造高性能非易失性存储器,特别是“自旋转移扭矩” MRAM(磁阻随机存取存储器)。
使用六氟化硫 (SF 6 ) 等离子体对硅 (Si ) 进行低偏压蚀刻是制造电子设备和微机电系统 (MEMS) 的宝贵工具。这种蚀刻提供了几乎各向同性的蚀刻行为,因为低电压偏置不会为离子提供足够的垂直加速度和动能。由于这种近乎各向同性的行为,上述等离子体蚀刻可作为湿法蚀刻的替代方案,例如在 MEMS 和光学应用中,因为它提供了更清洁、更精确的可控工艺。然而,各向同性的程度以及最终的表面轮廓仍然难以控制。在这项工作中,我们将三维特征尺度地形模拟应用于 Si 中的低偏压 SF 6 蚀刻实验,以帮助工艺开发并研究控制最终表面几何形状的物理蚀刻机制。我们通过准确再现三个不同的实验数据集并详细讨论地形模拟中涉及的现象学模型参数的含义来实现这一点。我们表明,与传统的严格各向同性和自下而上的方法相比,我们的现象学自上而下的通量计算方法更准确地再现了实验结果。反应堆负载效应被视为模型蚀刻速率的普遍降低,这通过比较不同负载状态下模拟的蚀刻深度与实验确定的蚀刻深度得到支持。我们的模型还能够使用给定反应堆配置的单个参数集,准确地再现不同掩模开口和蚀刻时间的报告沟槽几何形状。因此,我们提出模型参数,特别是平均有效粘附系数,可以作为反应堆配置的代理。我们提供了一个经验关系,将反应堆配方的平均粘附系数与可测量的蚀刻几何各向同性程度联系起来。这种经验关系可以在实践中用于 (i) 估计独立实验的平均有效粘附系数和 (ii) 微调蚀刻几何形状。
摘要。氧化硅基材料(例如石英和二氧化硅)被广泛用于微机电系统(MEMS)。增强其深等离子体蚀刻能力的一种方法是通过使用硬面膜来提高选择性。尽管以前研究了这种方法,但有关在200 mM底物上使用硬面膜来蚀刻基于硅氧化物材料的信息很少。我们提出了使用Al和Aln掩模的无定形氧化硅蚀刻过程开发的结果,并展示了用于蚀刻二氧化硅和石英的结果。在具有两个血浆源的工业反应性离子蚀刻室(RIE)室中比较了三个气体化学(C 4 F 8 /O 2,CF 4和SF 6)及其混合物。已经确定,纯SF 6是最好的蚀刻剂,而ALN比Al更好地提供了较高的选择性和靠近垂直的侧壁角度。建立了无微量蚀刻的一系列蚀刻参数,并使用蚀刻速率为0.32-0.36m/min的工艺在21M-厚的氧化物中创建了高达4:1纵横比的蚀刻结构,并且对(38-49)的Aln Mask的选择性为0.32-0.36m/min。
为了最大程度地减少或消除沟槽,最好有利于蚀刻过程的化学成分。因此,我们决定继续使用ICP-RIE进行O 2等离子体蚀刻,这是因为在表面形态和各向异性蚀刻方面具有令人鼓舞的结果,因此我们已经研究了血浆参数的影响ICP和偏置功率,尤其是使用两种类型的口罩:铝和硅二氧化物(Sio-dioxide)(Sio 2)。3- O 2在Sentech Si500-Drie设备上进行了用铝面膜钻石蚀刻的等离子体蚀刻。测试样品是(100)方向的单晶CVD钻石底物和元素六的3 x 3 mm 2尺寸。第一步涉及溶剂和酸的化学清洁,以去除可能影响蚀刻和产生粗糙度的污染物。然后将钻石底物涂在光线器上,并用激光光刻降低,以定义掩模图案。然后通过热蒸发沉积700 nm厚的铝面膜。金属薄膜,例如铝,由于其在钻石上的良好粘附性[24]及其良好的蚀刻选择性[25],因此将其用作单晶钻石蚀刻的硬面膜材料。此外,由于血浆中的寿命不足,尤其是在氧气中,因此与光致剂相比,金属面膜仍然是更好的选择。3.1 o 2等离子蚀刻的p icp = 500W和p偏见= 5W我们研究的第一个蚀刻条件是:p icp = 500 w,p sial = 5 w,压力= 5吨,气体流量= 25 sccm,温度= 18°C。每个蚀刻步骤都限制为30
用于细线/间隔电路的受控表面蚀刻工艺 Ken-ichi Shimizu、Katsuji Komatsu、Yasuo Tanaka、Morio Gaku 三菱瓦斯化学公司,日本东京 摘要 随着半导体芯片设计向越来越细的线发展,塑料封装的 PWB 和基板的设计规则正朝着更高密度发展。首先,研究了传统减成工艺可以构建多细的线,发现即使使用一些新技术,该工艺的线/间隔也限制在 40/40 左右。下一个挑战是找到一种可以构建线/间隔并摆脱加成或半加成工艺的一些问题的工艺。经证实,与 CSE(受控表面蚀刻)工艺一起使用的改进的图案电镀工艺能够制作更细的线/间隔电路,例如大约 25/25 微米。CSE 工艺的特点是使用改进的软蚀刻溶液对基铜进行均匀蚀刻。简介 半导体芯片设计正朝着越来越细的线发展,以满足更多功能和高速的需求。这一趋势对高密度 PWB 和塑料封装基板提出了越来越高的需求,需要开发许多新材料和新工艺。为了满足这些要求,基板设计规则的一些关键点是线/间距和 PTH(镀通孔)或 BVH(盲孔)的焊盘直径。关于焊盘直径,人们付出了很多努力来减小孔径,工艺已从机械钻孔转变为激光钻孔,这已成为行业中处理较小孔(例如约 80 微米)的标准。另一方面,许多研究同时进行以开发更小的线/间距。然而,对更细线/间距的需求越来越强烈,未来将更加强烈。因此,本报告的第一个目标是找出“减法”可以实现的最小线/间距,因为自 20 世纪 60 年代多层 PWB 进入市场以来,这种方法一直被用作铜线形成的主要工艺。接下来,研究了另一种方案:为了实现更精细的线/间距,人们开始研究“图案电镀工艺”。在 20 世纪 60 年代,除了“减成法”等面板电镀工艺外,还开发了“图案电镀工艺”、“加成法”和“半加成法”等多种图案电镀工艺。最近,由于能够实现更精细的线/间距和高频矩形横截面,这种图案电镀工艺比面板电镀更受业界青睐。因此,下一个挑战是找到一种能够支持 25/25 等更精细的线/间距技术的工艺。为了解决“半加成法”中的一些问题,人们研究了“图案电镀工艺”。
如今,微电子技术需要寻找新材料,包括用于创建结构的掩模。中间硬掩模策略是实现微电子制造中光刻和蚀刻之间良好平衡的关键问题之一。微电子和光伏技术中一个有趣的挑战是在 Si 衬底上创建间距垂直取向的硅阵列,用于多功能半导体器件。制造这种结构仍然是一个严重的技术问题,需要寻找新的方法和材料。在这项工作中,我们建议使用钪作为硅上的新硬掩模材料,因为它具有高抗等离子化学蚀刻性和低溅射系数。我们已经证明,对厚度为几纳米的钪层进行湿法蚀刻可用于在硅上获得分辨率高达 4 微米的图案结构,这对于湿法蚀刻方法来说是一个很好的结果。在选定的等离子蚀刻条件下,与其他金属掩模相比,钪是一种具有极佳抗性的硅掩模,蚀刻速率最低。因此,钪硬掩模可以为形成不同的微尺度地形图案开辟新的可能性。
莫斯科,俄罗斯联邦 电子邮件:mariya.solopchuk.96@mail.ru,bardinaoi@yandex.ru,ngrigoryan@muctr.ru。摘要:这项工作致力于研究印刷电路板 (PCB) 孔化学镀铜之前的清洁调节和微蚀刻阶段的溶液。结果表明,在调节溶液中存在季胺的情况下,PCB 孔的带负电的初始表面会重新带电。这显然促进了随后带负电的钯活化剂胶体颗粒在 PCB 孔中的静电吸附。结果表明,微蚀刻溶液中铜离子的存在会导致表面粗糙度增加,这有助于提高所得金属层与电介质的粘附强度。关键词:印刷电路板、印刷电路板通孔、化学镀铜、通孔金属化、介电表面处理、表面充电、微蚀刻、清洁调节。1. 简介
摘要:高纵横比硅微纳米结构在微电子、微机电系统、传感器、热电材料、电池阳极、太阳能电池、光子装置和 X 射线光学等多种应用领域中具有技术相关性。微加工通常通过反应离子干法蚀刻和基于 KOH 的湿法蚀刻来实现,金属辅助化学蚀刻(MacEtch)作为一种新型蚀刻技术正在兴起,它允许在纳米级特征尺寸中实现巨大的纵横比。到目前为止,文献中缺少对 MacEtch 的专门综述,既考虑了基本原理,也考虑了 X 射线光学应用。本综述旨在提供全面的总结,包括:(i)基本机制;(ii)在垂直于 <100> Si 基底的方向上进行均匀蚀刻的基础和作用;(iii)用 MacEtch 制造的几个 X 射线光学元件示例,例如线光栅、圆形光栅阵列、菲涅尔区板和其他 X 射线透镜; (iv) 吸收光栅完整制造的材料和方法以及在基于 X 射线光栅的干涉测量中的应用;以及 (v) X 射线光学制造的未来前景。本综述为研究人员和工程师提供了对 MacEtch 作为 X 射线光学制造新技术的原理和应用的广泛和最新的理解。
图 3.8. 计算漫反射角的说明。a) 粒子的漫反射将具有相对于表面法线的朗伯分布。b) 通过将表面法线假设为从笛卡尔 z 轴旋转的 Z 轴和在 XY 和 xy 车道交叉线上重叠的旋转 X 轴,只需要两个欧拉角。c) 利用欧拉角,将漫反射计算回主坐标系。d) 最终的粒子反射是镜面反射和漫反射的总和。................................................ 70