深硅刻蚀晶圆位置偏移分析与研究

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作者 商庆杰 康建波 +1 位作者 张发智 宋洁晶 《微纳电子技术》 CAS 2024年第2期162-167,共6页

晶圆位置偏移过大是导致深硅刻蚀设备发生传片报警问题的主要原因之一,尤其是在采用静电卡盘的设备中。阐述了晶圆位置发生偏移原因,重点研究了解吸附配方、顶针驱动和片间清洗方案。研究表明,静电吸盘的表面聚合物残留是导致静电释放... 晶圆位置偏移过大是导致深硅刻蚀设备发生传片报警问题的主要原因之一,尤其是在采用静电卡盘的设备中。阐述了晶圆位置发生偏移原因,重点研究了解吸附配方、顶针驱动和片间清洗方案。研究表明,静电吸盘的表面聚合物残留是导致静电释放不充分的主要因素,表面聚合物的清除有助于优化晶圆位置偏移。电动三针在固有残留静电力的情况下,通过缓慢连续升针方案缓解了跳片现象。优化片间清洗方案大幅减小表面聚合物残留。实验结果表明:优化后的解吸附配方为工艺时长90 s、电极功率1000 W、气压20 mTorr(1 mTorr≈0.133 Pa)、氩气体积流量250 mL/min,电动三针接触晶圆前、接触中、脱离静电吸盘后的升针速度分别为3、2和6 mm/s,在上述工艺条件下,通过进一步优化片间清洗方案,使得晶圆位置偏移量从初始的2~6 mm降至0.2 mm以内。 展开更多

关键词 深硅刻蚀 晶圆位置偏移 静电吸盘 解吸附配方 电动三针 片间清洗

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ICP深硅刻蚀工艺研究

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作者 赵洋 高渊 宋洁晶 《电子工业专用设备》 2024年第5期42-46,共5页

深硅刻蚀工艺是MEMS器件制造过程中的关键工艺之一。加速度计的梳齿结构、滤波器及压力传感器的硅腔结构都是决定器件性能的关键工艺,均需要通过深硅刻蚀制备。梳齿的垂直度以及硅腔的侧壁平整度均会对器件的性能产生直接影响。针对深... 深硅刻蚀工艺是MEMS器件制造过程中的关键工艺之一。加速度计的梳齿结构、滤波器及压力传感器的硅腔结构都是决定器件性能的关键工艺,均需要通过深硅刻蚀制备。梳齿的垂直度以及硅腔的侧壁平整度均会对器件的性能产生直接影响。针对深硅刻蚀工艺中出现的形貌问题进行分析,找到影响硅草、侧壁垂直度差、底部横向钻蚀、侧壁钻蚀等问题的工艺参数。最后通过工艺参数优化,对这些问题进行改善,从而获得理想形貌,满足器件性能要求。 展开更多

关键词 深硅刻蚀 微机电系统 刻蚀形貌 感应耦合等离子刻蚀

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基于梳齿式电容加速度计的深硅刻蚀 被引量：8

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作者 任子明 白冰 +1 位作者 王任鑫 张国军 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第9期633-638,共6页

梳齿式电容加速度计对梳齿的形貌有很高的要求,如需要梳齿侧壁具有良好的垂直度和粗糙度等。利用深硅刻蚀机对梳齿结构进行加工需要对刻蚀参数进行分析和调整。以SF_6和C_4F_8为刻蚀气体,设定深硅刻蚀中极板功率、腔室压力、刻蚀/钝化... 梳齿式电容加速度计对梳齿的形貌有很高的要求,如需要梳齿侧壁具有良好的垂直度和粗糙度等。利用深硅刻蚀机对梳齿结构进行加工需要对刻蚀参数进行分析和调整。以SF_6和C_4F_8为刻蚀气体,设定深硅刻蚀中极板功率、腔室压力、刻蚀/钝化周期、气体流量等工艺参数,着重研究了刻蚀速率、垂直度、粗糙度、光刻胶选择比、均匀性等直接影响刻蚀形貌的几项因素,得到了宽5.3μm、深50μm的沟槽结构,且垂直度为89.5°,侧壁凸起高度为83.69 nm,而预期目标为垂直度90°±2°,侧壁凸起高度小于120 nm,故结果符合要求。最终将调整好的工艺用于刻蚀SOI片上的梳齿结构,得到了良好的形貌。 展开更多

关键词 深硅刻蚀 梳齿结构 刻蚀速率 垂直度 选择比 均匀性

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基于ITO掩膜的键合片深硅刻蚀 被引量：2

4

作者 蔡萌 司朝伟 +2 位作者 韩国威 宁瑾 杨富华 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第11期905-910,共6页

提出了用氧化铟锡(ITO)作为掩膜对硅与玻璃的键合片进行深硅刻蚀的工艺。ITO薄膜采用直流溅射工艺常温生长,避免了传统等离子体化学气相沉积(PECVD)方式生长氧化硅掩膜高温对器件制备造成的影响。对不同的ITO薄膜图形化方式进行了研究,... 提出了用氧化铟锡(ITO)作为掩膜对硅与玻璃的键合片进行深硅刻蚀的工艺。ITO薄膜采用直流溅射工艺常温生长,避免了传统等离子体化学气相沉积(PECVD)方式生长氧化硅掩膜高温对器件制备造成的影响。对不同的ITO薄膜图形化方式进行了研究,结果表明垂直或正锥形台阶的光刻胶剥离工艺制备的ITO薄膜边缘光滑,尺寸误差小,是实现ITO薄膜图形化的理想方式。进一步研究了基于ITO掩膜的键合片深硅刻蚀能力,在硅刻蚀深度达到150μm时,掩膜只消耗了5.66 nm,刻蚀选择比高达26500∶1,没有发现微掩膜效应。因此利用ITO掩膜实现键合片的深硅刻蚀,掩膜的生长和图形化都在常温下进行,特别适合基于硅玻璃(SOG)键合刻蚀工艺的MEMS器件制备。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) 键合片 深硅刻蚀 氧化铟锡(ITO)掩膜 图形化 刻蚀选择比

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一种在深硅刻蚀工艺中减小底部圆角的方法 被引量：1

5

作者 林源为 赵晋荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第1期42-45,64,共5页

由于存在化学刻蚀的各向同性作用,不可避免地会在等离子体深硅刻蚀工艺中出现底部圆角,而过大的底部圆角给许多工艺应用带来不利影响。为了减小在等离子体深硅刻蚀中的底部圆角,对埋入式扇出型封装中的硅微腔刻蚀和2.5D封装中的硅通孔(T... 由于存在化学刻蚀的各向同性作用,不可避免地会在等离子体深硅刻蚀工艺中出现底部圆角,而过大的底部圆角给许多工艺应用带来不利影响。为了减小在等离子体深硅刻蚀中的底部圆角,对埋入式扇出型封装中的硅微腔刻蚀和2.5D封装中的硅通孔(TSV)刻蚀进行了研究。通过在BOSCH工艺中引入偏置电极功率递增和单步沉积时间递增的组合,硅微腔和TSV中的底部圆角高度分别从13.6μm和12μm减小到了6.6~10.0μm和8.4μm。该方法有望实际应用于微电子机械系统(MEMS)器件的制造和电子器件的先进封装等领域。 展开更多

关键词 深硅刻蚀 减小底部圆角 硅微腔 硅通孔(TSV) 先进封装

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一种用于硅基光电子芯片端面封装的深硅刻蚀工艺 被引量：1

6

作者 赵恒 何来胜 +2 位作者 杨伟 葛邦同 何金城 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第1期33-36,共4页

硅基光电子芯片的端面耦合器具有大带宽、低损耗、偏振不敏感等优点,使人们希望在端面封装方面获得突破。提出了一种用于硅基光电子芯片端面封装的深硅刻蚀工艺,利用等离子体刻蚀形成的斜面与光纤阵列的封装面进行匹配封装,降低封装中... 硅基光电子芯片的端面耦合器具有大带宽、低损耗、偏振不敏感等优点,使人们希望在端面封装方面获得突破。提出了一种用于硅基光电子芯片端面封装的深硅刻蚀工艺,利用等离子体刻蚀形成的斜面与光纤阵列的封装面进行匹配封装,降低封装中的耦合反射;利用斜面刻蚀工艺和深硅刻蚀工艺相结合的方法制备深硅刻蚀槽,提高了晶圆划片的冗余度,通过控制深硅刻蚀槽内的划片位置来消除台阶凸起对光纤封装造成的不利影响,使在后续封装过程中无需对芯片端面台阶凸起实施磨抛工艺。实验结果显示,基于该工艺,端面耦合器损耗劣化小于0.1 dB。该封装结构可以在晶圆流片阶段实现制备,具有可大规模生产、降低硅基光电子芯片端面封装成本的优点,以及广阔的工程应用前景。 展开更多

关键词 硅基光电子芯片 端面耦合器 封装 磨抛 深硅刻蚀

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STS推出一款适用于深硅刻蚀的应用的新产品

7

《集成电路应用》 2005年第8期21-21,共1页

总公司位于英国韦尔斯New Port的Surface Technology Systemsplc（STS）日前宣布其新产品“Pegasus”的全新离子反应式深硅刻蚀机，可以将硅刻蚀的制程最佳化，更可大幅改善制程能力的稳定度及机台的可信赖度。长久以来，STS一直在微机... 总公司位于英国韦尔斯New Port的Surface Technology Systemsplc（STS）日前宣布其新产品“Pegasus”的全新离子反应式深硅刻蚀机，可以将硅刻蚀的制程最佳化，更可大幅改善制程能力的稳定度及机台的可信赖度。长久以来，STS一直在微机电系统及其它相关的制程中所需的深硅刻蚀制程技术居于大幅领先的地位。 展开更多

关键词 硅 刻蚀工艺 半导体器件 深硅刻蚀制程技术 STS公司

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压阻式压力传感器硅电阻条浅槽刻蚀的研究

8

作者 王天靖 梁庭 +2 位作者 雷程 王婧 冀鹏飞 《舰船电子工程》 2024年第4期199-202,共4页

MEMS压阻式压力传感器的电阻条刻蚀效果对传感器的性能及高温环境下工作寿命起着至关重要的作用。采用SPTS深硅刻蚀机以SF6为刻蚀气体,C4F8为保护气体进行刻蚀实验。通过改变刻蚀气体通入时长、保护气体通入时长以及射频功率进行参数匹... MEMS压阻式压力传感器的电阻条刻蚀效果对传感器的性能及高温环境下工作寿命起着至关重要的作用。采用SPTS深硅刻蚀机以SF6为刻蚀气体,C4F8为保护气体进行刻蚀实验。通过改变刻蚀气体通入时长、保护气体通入时长以及射频功率进行参数匹配,根据台阶仪和SEM电镜的观察数据对刻蚀效果进行评估,最终确定了刻蚀气体流量25 sccm,刻蚀气体通入的时长为2.5 s;保护气体流量50 sccm,保护气体的通入时长为2.5 s,射频功率为2 500 W的刻蚀条件。该条件下刻蚀速率为1.54μm/loop。刻蚀均匀性为2.9%. 展开更多

关键词 压力传感器 电阻条 深硅刻蚀 刻蚀 刻蚀速率 均匀性

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ICP硅深槽刻蚀中的线宽控制问题研究 被引量：7

9

作者 王成伟 闫桂珍 朱泳 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期104-107,共4页

在高密度反应离子刻蚀技术中 ,存在明显的线宽损失 ,对小尺寸MEMS结构影响很大 ,将使MEMS器件灵敏度下降 ,稳定性降低。本文介绍了一种减小线宽损失的新工艺技术 ,在初始阶段的刻蚀步骤中加入剂量逐渐递减的钝化气体C4 F8,同时适当减小... 在高密度反应离子刻蚀技术中 ,存在明显的线宽损失 ,对小尺寸MEMS结构影响很大 ,将使MEMS器件灵敏度下降 ,稳定性降低。本文介绍了一种减小线宽损失的新工艺技术 ,在初始阶段的刻蚀步骤中加入剂量逐渐递减的钝化气体C4 F8,同时适当减小循环周期的刻蚀时间 ,使线宽损失由原来常规刻蚀工艺中的 15 5nm减少到 5 5nm。此项技术已经应用于MEMS陀螺的制造工艺中 。 展开更多

关键词 ICP 硅深槽刻蚀 线宽控制 离子刻蚀 MEMS结构 微机电系统

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高深宽比硅通孔检测技术研究

10

作者 燕英强 吉勇 +2 位作者 明雪飞 陈波 陈桂芳 《电子与封装》 2014年第11期9-12,共4页

由于SEM显微镜、FIB显微镜检测高深宽比硅通孔耗时、费用高,研究了垂直扫描白光干涉技术检测硅通孔的可行性。设定刻蚀/钝化时间比率,改变深硅刻蚀功率和刻蚀时间,获得不同深度和侧壁粗糙度的硅通孔,并用垂直扫描白光干涉技术进行检测... 由于SEM显微镜、FIB显微镜检测高深宽比硅通孔耗时、费用高,研究了垂直扫描白光干涉技术检测硅通孔的可行性。设定刻蚀/钝化时间比率,改变深硅刻蚀功率和刻蚀时间,获得不同深度和侧壁粗糙度的硅通孔,并用垂直扫描白光干涉技术进行检测。研究结果表明垂直扫描白光干涉技术可以观察硅通孔的形状、测量侧壁粗糙度、精确无损测量硅通孔深度,可以替代SEM、FIB检测方法。 展开更多

关键词 深硅刻蚀 白光干涉 侧壁粗糙度 通孔形状 通孔深度 无损检测

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平滑陡直的Si深槽刻蚀方法 被引量：7

11

作者 张育胜 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期214-216,220,共4页

Si深槽刻蚀技术在MEMS器件加工中具有重要的作用,现有的刻蚀方法在选择比和各向异性问题上各有优缺点。常用的Bosch工艺采取了钝化与刻蚀交替进行的措施,但具有侧壁粗糙的缺点。提出了不同于Bosch工艺的新刻蚀方法,采用刻蚀反应和淀积... Si深槽刻蚀技术在MEMS器件加工中具有重要的作用,现有的刻蚀方法在选择比和各向异性问题上各有优缺点。常用的Bosch工艺采取了钝化与刻蚀交替进行的措施,但具有侧壁粗糙的缺点。提出了不同于Bosch工艺的新刻蚀方法,采用刻蚀反应和淀积钝化反应同时进行并保持化学平衡的方法,取得了平滑陡直的刻蚀效果。在电感耦合等离子体刻蚀机ICP-98A上的实验结果表明,在直径100mm的光刻胶掩蔽Si片上,刻蚀深度为39.2μm,光刻胶剩余4.8μm,侧壁表面满足平滑陡直的要求。 展开更多

关键词 硅深槽刻蚀 电感耦合等离子体 Bosch工艺 化学平衡

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3D IC集成与硅通孔(TSV)互连 被引量：28

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作者 童志义 《电子工业专用设备》 2009年第3期27-34,共8页

介绍了3维封装及其互连技术的研究与开发现状,重点讨论了垂直互连的硅通孔(TSV)互连工艺的关键技术及其加工设备面临的挑战,提出了工艺和设备开发商的应对措施并探讨了3DTSV封装技术的应用前景。

关键词 3D封装 芯片互连 深硅刻蚀 硅通孔(TSV) TSV刻蚀系统

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基于硅基MEMS工艺的快速控制反应镜制作 被引量：1

13

作者 王平 代锋 杨士成 《空间电子技术》 2023年第4期91-97,共7页

快速控制反应镜(以下简称快反镜)是光电精密跟踪系统中必不可少的组成部分,在消费电子、医疗、天文望远镜、激光通信等领域中有着广泛应用。基于硅基微电子机械系统(micro-electromechanical system,MEMS,)工艺制作微型快反镜,对于实现... 快速控制反应镜(以下简称快反镜)是光电精密跟踪系统中必不可少的组成部分,在消费电子、医疗、天文望远镜、激光通信等领域中有着广泛应用。基于硅基微电子机械系统(micro-electromechanical system,MEMS,)工艺制作微型快反镜,对于实现快反镜和跟踪系统的小型化、轻量化有重要意义。陈述了一款硅基快反镜的结构设计、工艺选择以及制作攻关过程。通过加工便利性、加工精度、加工可靠性与制作成本的综合分析比较,确定了MEMS深硅刻蚀工艺制作小型化快反镜可动结构技术思路。快反镜的制作中,通过“化面为线”的版图优化减少刻蚀面积解决了深硅刻蚀不匀问题,通过清洗方法的对比和择优解决了反射镜面表面清洁度问题,通过改变金属化方法解决了镜面的面形精度控制问题。测试结果表明,此款基于硅基MEMS工艺的小型化快反镜满足了设计和应用需求。 展开更多

关键词 硅基MEMS 工艺 快反镜 深硅刻蚀

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CMUT面阵制备中的硅通孔金属互连工艺设计 被引量：1

14

作者 王月 何常德 张文栋 《现代电子技术》 2021年第3期162-166,共5页

CMUT面阵上电极引线随着阵列数目的增多越来越难实现,根据这一情况提出使用硅通孔互连的方法将上电极引到器件背面,通过通孔和微凸点实现与PCB板的垂直电连接。根据实际需求,设计一种基于CMUT面阵的无电镀硅通孔金属互连制备方法,采用... CMUT面阵上电极引线随着阵列数目的增多越来越难实现,根据这一情况提出使用硅通孔互连的方法将上电极引到器件背面,通过通孔和微凸点实现与PCB板的垂直电连接。根据实际需求,设计一种基于CMUT面阵的无电镀硅通孔金属互连制备方法,采用深硅刻蚀技术得到通孔,使用磁控溅射镀膜机在通孔内壁沉积金属,实现了任意尺寸硅通孔的快速金属互连。通过比较不同尺寸的通孔直径,实验分析确定380μm厚的硅片最优通孔直径为150μm,此孔径通孔垂直度高,通孔间的电阻均相对较小约为0.6~0.9Ω,通孔导通良好。同时,深硅刻蚀后的通孔都存在过刻现象,在过刻25μm以内,金属图形化时应该留有足够安全距离,为CMUT面阵换能器制备提供实践依据。 展开更多

关键词 CMUT面阵 上电极引线 TSV技术 深硅刻蚀 磁控溅射 金属互连

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体硅工艺微振动传感器的研制 被引量：1

15

作者 霍明学 曲凤秋 +4 位作者 王喜莲 刘晓为 陈强 陈伟平 张宏华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1092-1094,共3页

体硅工艺微振动传感器与表面工艺微振动传感器相比,具有灵敏度高、噪声低等优点.本文研制的体硅工艺微振动传感器,其敏感单元为叉指电极结构,弹性梁采用新颖的多级折梁结构.利用硅深槽刻蚀技术(ICP)制作微振动传感器,ICP的最大刻蚀深度... 体硅工艺微振动传感器与表面工艺微振动传感器相比,具有灵敏度高、噪声低等优点.本文研制的体硅工艺微振动传感器,其敏感单元为叉指电极结构,弹性梁采用新颖的多级折梁结构.利用硅深槽刻蚀技术(ICP)制作微振动传感器,ICP的最大刻蚀深度可达400μm,最小线条宽度小于1μm.传感器的灵敏度可达56 8fF/g,测量范围-5g～5g,抗过载能力高于1000g,共振频率为2 5kHz. 展开更多

关键词 体硅工艺 微振动传感器 多级折梁 ICP 硅深槽刻蚀技术 机械灵敏度

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多层圆片级堆叠THz硅微波导结构的制作 被引量：4

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作者 杨志 董春晖 +2 位作者 柏航 姚仕森 程钰间 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第4期328-332,共5页

基于微电子机械系统(MEMS)工艺,提出一种多层圆片堆叠的THz硅微波导结构及其制作方法。为了验证该结构在制作THz无源器件中的优势,基于6层圆片堆叠的硅微波导结构,设计了一种中心频率365 GHz、带宽80 GHz的功率分配/合成结构,并对其进... 基于微电子机械系统(MEMS)工艺,提出一种多层圆片堆叠的THz硅微波导结构及其制作方法。为了验证该结构在制作THz无源器件中的优势,基于6层圆片堆叠的硅微波导结构,设计了一种中心频率365 GHz、带宽80 GHz的功率分配/合成结构,并对其进行了仿真。研究了制作该结构的工艺流程,攻克了工艺过程中的关键技术,包括硅深槽刻蚀技术和多层热压键合技术,并给出了工艺结果。最终实现了多层圆片堆叠功率分配/合成结构的工艺制作和测试。测试结果表明,尽管样品的插入损耗较仿真值增加3 dB左右,考虑到加工误差和夹具损耗等情况,样品主要技术指标与设计值较为一致。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) 太赫兹(THz) 波导 硅深槽刻蚀 热压键合

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单片集成的压阻式加速度计设计及加工

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作者 何昱蓉 何常德 +1 位作者 张文栋 宋金龙 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期304-308,共5页

针对现实环境下加速度方向多维测试的需求,提出了一种"四边八梁"的MEMS低加速度g(g=9.8m/s2)值压阻式三轴加速度传感器。根据其工作原理进行结构设计,并通过ANSYS与Matlab软件分析、优化结构参数。设计工艺流程并进行离子注入... 针对现实环境下加速度方向多维测试的需求,提出了一种"四边八梁"的MEMS低加速度g(g=9.8m/s2)值压阻式三轴加速度传感器。根据其工作原理进行结构设计,并通过ANSYS与Matlab软件分析、优化结构参数。设计工艺流程并进行离子注入、ICP干法刻蚀及深硅刻蚀等关键工艺加工,最终实现传感器器件加工及封装。利用精密离心机测得传感器3个轴向的的灵敏度分别为44.35μV/g、49.52μV/g、232.89μV/g,验证了设计方案可行性。 展开更多

关键词 三轴加速度传感器 压阻效应 微机电系统(MEMS) 离子注入 深硅刻蚀

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推挽式MEMS谐振加速度计的实现与测试

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作者 都捷豪 石云波 +3 位作者 李飞 石亦琨 曹慧亮 赵锐 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第9期929-935,共7页

针对推挽式微电子机械系统(MEMS)谐振加速度计的结构分析了其工作原理,进行了工艺上的加工,并对加工中可能出现的问题进行了优化。依据推挽式MEMS谐振加速度计的结构尺寸以及测量精度需求,设计了符合要求的测控电路系统,包括了基于自激... 针对推挽式微电子机械系统(MEMS)谐振加速度计的结构分析了其工作原理,进行了工艺上的加工,并对加工中可能出现的问题进行了优化。依据推挽式MEMS谐振加速度计的结构尺寸以及测量精度需求,设计了符合要求的测控电路系统,包括了基于自激振荡的闭环驱动电路和等精度测频的频率检测电路。最后完成样机整表测试,结果表明:推挽式MEMS谐振加速度计的两个谐振器谐振频率分别为21.443和21.455 kHz,品质因数分别为3 063和3 065。在±1g的范围内,标度因数和标度因数重复性分别为204.42 Hz/g和3.11×10^(-5),零加速度样机频差为-12.91 Hz/g,零偏和零偏稳定性为0.06g和0.008 01g。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) 加速度计 谐振器 推挽式 深硅-玻璃干法刻蚀(DDSOG) 自激振荡

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