सिलिकॉन आणि सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्समधील एचिंगमधील फरक समजून घेणे

कोरड्या कोरीव कामाच्या प्रक्रियेत, विशेषत: रिॲक्टिव्ह आयन एचिंग (RIE), कोरलेल्या सामग्रीची वैशिष्ट्ये नक्षीचा दर आणि कोरीव रचनांचे अंतिम आकारविज्ञान निश्चित करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. च्या नक्षीच्या वर्तनाची तुलना करताना हे विशेषतः महत्वाचे आहेसिलिकॉन वेफर्सआणिसिलिकॉन कार्बाइड (SiC) वेफर्स. जरी सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये दोन्ही सामान्य सामग्री आहेत, त्यांच्या मोठ्या प्रमाणात भिन्न भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमुळे विरोधाभासी एचिंग परिणाम होतात.

भौतिक गुणधर्मांची तुलना:सिलिकॉनवि.सिलिकॉन कार्बाइड

तक्त्यावरून, हे स्पष्ट आहे की SiC सिलिकॉनपेक्षा खूप कठीण आहे, ज्याची मोहस कठोरता 9.5 आहे, हिऱ्याच्या जवळ आहे (Mohs कठोरता 10). याव्यतिरिक्त, SiC जास्त रासायनिक जडत्व प्रदर्शित करते, याचा अर्थ रासायनिक अभिक्रिया पार पाडण्यासाठी अत्यंत विशिष्ट परिस्थितीची आवश्यकता असते.

एचिंग प्रक्रिया:सिलिकॉनवि.सिलिकॉन कार्बाइड

RIE एचिंगमध्ये भौतिक भडिमार आणि रासायनिक अभिक्रिया या दोन्हींचा समावेश होतो. सिलिकॉन सारख्या सामग्रीसाठी, जे कमी कठोर आणि अधिक रासायनिक प्रतिक्रियाशील आहेत, प्रक्रिया कार्यक्षमतेने कार्य करते. फ्लोरिन किंवा क्लोरीन सारख्या प्रतिक्रियाशील वायूंच्या संपर्कात आल्यावर सिलिकॉनची रासायनिक अभिक्रिया सुलभ कोरीव काम करण्यास अनुमती देते आणि आयनांचा भौतिक भडिमार सिलिकॉन जाळीतील कमकुवत बंधांना सहजपणे व्यत्यय आणू शकतो.

याउलट, SiC नक्षी प्रक्रियेच्या भौतिक आणि रासायनिक दोन्ही पैलूंमध्ये महत्त्वपूर्ण आव्हाने सादर करते. SiC च्या भौतिक भडिमाराचा त्याच्या उच्च कडकपणामुळे कमी प्रभाव पडतो आणि Si-C सहसंयोजक बाँड्समध्ये बॉण्डची उर्जा जास्त असते, म्हणजे ते तोडणे अधिक कठीण असते. SiC ची उच्च रासायनिक जडत्व ही समस्या आणखी वाढवते, कारण ती ठराविक नक्षी वायूंवर सहज प्रतिक्रिया देत नाही. परिणामी, पातळ असूनही, एक SiC वेफर सिलिकॉन वेफर्सच्या तुलनेत अधिक हळू आणि असमानपणे कोरतो.

SiC पेक्षा सिलिकॉन वेगवान का बनते?

सिलिकॉन वेफर्स खोदताना, सामग्रीची कमी कडकपणा आणि अधिक प्रतिक्रियाशील स्वभावामुळे 675 µm सिलिकॉन सारख्या जाड वेफर्ससाठी देखील एक नितळ, जलद प्रक्रिया होते. तथापि, पातळ SiC वेफर्स (350 µm) कोरताना, सामग्रीच्या कडकपणामुळे आणि Si-C बंध तोडण्यात अडचण यांमुळे कोरीव प्रक्रिया अधिक कठीण होते.

याव्यतिरिक्त, SiC ची हळुवार कोरीवकाम त्याच्या उच्च थर्मल चालकतेला कारणीभूत ठरू शकते. SiC उष्णता झपाट्याने विसर्जित करते, स्थानिक ऊर्जा कमी करते जी अन्यथा कोरीव प्रतिक्रिया चालविण्यास मदत करेल. रासायनिक बंध तोडण्यात मदत करण्यासाठी थर्मल इफेक्ट्सवर अवलंबून असलेल्या प्रक्रियांसाठी हे विशेषतः समस्याप्रधान आहे.

SiC चा एचिंग रेट

सिलिकॉनच्या तुलनेत SiC चा एचिंग रेट लक्षणीयरीत्या कमी आहे. इष्टतम परिस्थितीत, SiC एचिंग दर अंदाजे 700 nm प्रति मिनिटापर्यंत पोहोचू शकतात, परंतु सामग्रीच्या कडकपणामुळे आणि रासायनिक स्थिरतेमुळे हा दर वाढवणे आव्हानात्मक आहे. कोरीव कामाचा वेग वाढवण्याच्या कोणत्याही प्रयत्नाने खोदकामाची एकसमानता किंवा पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेशी तडजोड न करता भौतिक बॉम्बर्डमेंटची तीव्रता आणि प्रतिक्रियाशील वायू रचना यांचा काळजीपूर्वक समतोल राखला पाहिजे.

SiC Etching साठी मास्क लेयर म्हणून SiO₂ वापरणे

SiC एचिंगमुळे उद्भवलेल्या आव्हानांसाठी एक प्रभावी उपाय म्हणजे मजबूत मास्क लेयरचा वापर करणे, जसे की SiO₂ चा जाड थर. SiO₂ प्रतिक्रियाशील आयन एचिंग वातावरणास अधिक प्रतिरोधक आहे, अंतर्निहित SiC चे अवांछित नक्षीपासून संरक्षण करते आणि नक्षीदार संरचनांवर चांगले नियंत्रण सुनिश्चित करते.

जाड SiO₂ मास्क लेयरची निवड भौतिक भडिमार आणि SiC ची मर्यादित रासायनिक प्रतिक्रिया या दोन्हींपासून पुरेसे संरक्षण प्रदान करते, ज्यामुळे अधिक सुसंगत आणि अचूक कोरीव परिणाम मिळतात.

शेवटी, सिलिकॉनच्या तुलनेत SiC वेफर्सचे कोरीवकाम करण्यासाठी अधिक विशिष्ट दृष्टीकोन आवश्यक आहे, अत्यंत कडकपणा, उच्च बंध ऊर्जा आणि सामग्रीची रासायनिक जडत्व लक्षात घेऊन. SiO₂ सारख्या योग्य मास्क लेयर्स वापरणे आणि RIE प्रक्रिया ऑप्टिमाइझ केल्याने एचिंग प्रक्रियेतील यापैकी काही अडचणी दूर करण्यात मदत होऊ शकते.

सेमिकोरेक्स उच्च-गुणवत्तेचे घटक ऑफर करते जसे कीकोरीव रिंग, शॉवरहेड, इचिंग किंवा आयन इम्प्लांटेशनसाठी. आपल्याकडे काही चौकशी असल्यास किंवा अतिरिक्त तपशीलांची आवश्यकता असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधण्यास अजिबात संकोच करू नका.

संपर्क फोन # +86-13567891907

ईमेल: sales@semicorex.com