濕式和乾式蝕刻 / DRIE

DRIE · RIE · KOH · HF Vapor蝕刻技術

AR > 30:1最大深寬比

500μm+最大深度

Dry & Wet Processes製程範圍

概述

蝕刻是從晶圓表面選擇性去除材料的減法圖案化製程——各向同性（所有方向均等速率）或各向異性（方向性優先）。GINECHIP運營濕式化學蝕刻、DRIE、RIE和ICP-RIE平台，提供MEMS和半導體製造所需的全譜蝕刻輪廓、選擇比和深寬比。

從用於體微加工MEMS結構的KOH各向異性濕式蝕刻（(100)矽中55°側壁角），到用於高深寬比TSV的Bosch DRIE（深寬比> 30:1，深度200μm+），再到用於化合物半導體蝕刻（GaAs、InP、SiC、GaN）的ICP-RIE，我們將蝕刻化學和等離子體條件匹配到您的特定材料體系和特徵幾何形狀。

蝕刻技術

KOH / TMAH 濕式蝕刻

(100)矽中54.7°側壁角的各向異性矽蝕刻。蝕刻速率：70–90°C下0.5–2μm/min。TMAH用於CMOS兼容（無鉀）。薄膜釋放、腔體形成、體微加工。

Etch rate: 2–20μm/min (Si)Aspect ratio: up to 30:1Sidewall: 89° ± 0.5°Scallop: < 50nm (optimized)Depth: up to 500μm+Mask: photoresist or SiO₂

BOE / HF 濕式蝕刻

SiO₂和矽酸鹽玻璃的各向同性蝕刻。緩衝氧化物蝕刻（BOE 6:1、7:1）用於受控速率。HF蒸汽用於無黏附MEMS釋放。犧牲氧化物去除、玻璃晶圓結構化。

Temperature: −100 to −130°CEtch rate: 3–10μm/minSidewall: smooth, no scallopsAspect ratio: up to 20:1Selectivity to SiO₂: up to 100:1Depth: up to 200μm

Bosch DRIE（深反應離子蝕刻）

循環SF₆蝕刻/C₄F₈鈍化用於垂直矽蝕刻。深寬比> 30:1。深度10–500μm。扇形尺寸< 200nm。穿透晶圓通孔（TSV）、梳狀驅動MEMS、微針、微流體通道。

KOH: 30 wt%, 80°CTMAH: 25 wt%, 80°CSi（100） etch rate: ~1μm/minSi（111）etch stop: < 0.01μm/minSi₃N₄ and SiO₂ hard masksElectrochemical etch-stop option

RIE / ICP-RIE

氟基（CF₄、CHF₃、SF₆）用於Si、SiO₂、Si₃N₄。氯基（Cl₂、BCl₃）用於GaAs、InP、GaN。氬離子銑削用於貴金屬（Au、Pt）。具有獨立RF/ICP功率控制的低損傷ICP-RIE。

Etchant: anhydrous HF vaporSelectivity SiO₂:Si > 1000:1No stiction (dry release)Compatible with Al metallizationProcess time: 5–60 minIdeal for inertial sensors

蒸汽HF釋放蝕刻

使用蒸汽HF（vHF）的無黏附MEMS結構釋放。在無液體表面張力效應下犧牲SiO₂去除。兼容高深寬比、低剛度懸浮結構。懸臂樑、薄膜釋放、微橋結構。

Dielectric: CF₄/CHF₃/Ar chemistryNitride: SF₆ or CF₄/O₂Resist strip: O₂ plasma (ashing)Metal etch: Cl₂/BCl₃ (Al)Ion milling: Ar (Au, Pt, Cr)Etch rate: 10–500nm/min

金屬蝕刻（濕式與乾式）

Al（H₃PO₄/HNO₃/HAc）、Au（KI/I₂）、Cr（硝酸鈰銨）、Ti（稀釋HF）的濕式化學蝕刻。通過氯基ICP-RIE對Al、TiN、W進行乾式蝕刻。用於金屬互連圖案化和電極定義。

SiO₂: BOE (6:1, 7:1), HFSi₃N₄: hot H₃PO₄ (160°C)Si isotropic: HNA mixtureAl: H₃PO₄:HNO₃:CH₃COOHAu: KI:I₂ solutionCr: Ce(NH₄)₂(NO₃)₆ based

典型應用

MEMS 慣性傳感器

用於高深寬比梳狀驅動和驗證質量結構的DRIE。用於無黏附釋放的蒸汽HF。用於通孔互連的穿透晶圓蝕刻。加速度計、陀螺儀、諧振傳感器。

矽通孔 (TSV)

用於高深寬比穿透晶圓通孔的Bosch DRIE。10–200μm直徑，50–500μm深度。側壁角90° ± 1°。蝕刻後扇形平滑化。3D-IC、中介層、MEMS-CMOS集成。

微流體與生物MEMS

用於微流體通道、腔室和噴嘴的DRIE和KOH蝕刻。用於流體互連的穿透晶圓端口。用於透明流體器件的玻璃蝕刻（BOE/HF）。層流用平滑側壁。

功率器件 (SiC、GaN)

用於溝槽MOSFET的SiC ICP-RIE蝕刻（SF₆/O₂化學）。GaN HEMT檯面隔離的Cl₂/BCl₃/Ar蝕刻。對Ni/Au硬遮罩的高選擇比。肖特基二極管、HEMT、垂直功率器件。

光子學與波導

用於具有垂直側壁和低側壁粗糙度（< 5nm RMS）的Si₃N₄和SOI波導蝕刻的ICP-RIE。用於光子電路的淺溝槽隔離。用於光纖對準槽的深蝕刻。

硬遮罩與模板製造

對矽進行厚DRIE蝕刻以創建可重複使用的奈米壓印光刻壓模和PDMS澆鑄模具。用於陰影遮罩和模板光刻的穿透晶圓蝕刻。具有最小遮罩底切的精密垂直側壁。

蝕刻選擇比

蝕刻選擇比是製程穩定性的關鍵參數。我們的製程工程師通過優化氣體比例、RF功率和腔體壓力，為每種材料組合實現最佳的蝕刻選擇比。

蝕刻計量與檢測

蝕刻後計量包括SEM橫截面分析、光學輪廓量測和CD-SEM關鍵尺寸量測。每片晶圓都經過全面的蝕刻深度均勻性和側壁輪廓驗證。

臨界點乾燥

臨界點乾燥（CPD）用於無粘附地釋放懸浮MEMS微結構。通過在CO₂的臨界點以上進行乾燥，消除了液體表面張力引起的粘附問題。

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