材料特性直接決定蝕刻工藝路徑,從單晶硅到化合物半導體,需匹配特定蝕刻劑與設備參數。
硅基材料的蝕刻策略
單晶硅:干法蝕刻常用SF?/C?F?混合氣體,SF?負責刻蝕,C?F?生成鈍化層控制側壁形貌。
多晶硅:需更高離子能量打破晶界屏障,通常采用BCl?/Cl?氣體組合提升各向異性。
寬禁帶半導體的挑戰
碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)因化學惰性強,傳統硅蝕刻配方效率低。解決方案包括:
高溫蝕刻:將腔體加熱至300℃以上,增強反應氣體(如Cl?)與SiC的活性。
金屬輔助蝕刻:在表面沉積鎳層作為催化劑,提升蝕刻速率3-5倍。
金屬與介質的兼容性
銅布線蝕刻易產生殘留,行業轉向“大馬士革工藝”(先蝕刻介質層再填銅)。鋁蝕刻則需控制Cl?/BCl?比例,避免腐蝕設備腔體。