資訊中心
二氟化氙 (XeF2) 可用于各向同性蝕刻Si、Mo和Ge,是蝕刻犧牲層以“釋放”MEMS器件內移動組件的理想解決方案。與濕式和SF 等離子蝕刻選項相比,它提供了許多獨特的優勢和功能。
由于XeF2是一種干氣相蝕刻,因此在通過小孔或狹窄空間進行蝕刻時,不存在與表面張力或氣泡相關的問題。XeF2已用于蝕刻直徑小至25nm的通孔。同樣,XeF2避免了粘附問題,這些問題通常與濕法蝕刻工藝相關,濕法蝕刻工藝會在釋放/干燥后導致永久性器件損壞。
隨著MEMS變得越來越復雜,它們包含由多種或非標準材料制成的組件。沒有其他各向同性蝕刻對這么多材料具有選擇性??梢允褂枚趸?、氮化硅、聚合物以及大多數金屬和電介質的任意組合來制造設備。
由于其選擇性和出色的覆蓋范圍,XeF2可用于制作非常長的底切,而蝕刻停止層、掩?;蚱骷訋缀鯖]有或沒有退化。例如,二氧化硅是一種非常流行的掩模材料,其Si:oxide選擇性 >1,000:1。二氧化硅掩模已用于實現非常長的底切(遠超過 100μm,見圖 1)并保護極小或極薄的設備(尺寸小于 30nm)。
圖1 使用非常薄的XeF2氧化物掩模層在硅微鏡下形成非常長的底切? XeF2對不同材料的高選擇性使設計人員能夠輕松地加入蝕刻停止或使用現有的掩埋結構作為蝕刻停止以進行底切。由于幾乎不會對蝕刻停止或被釋放的設備造成影響,因此可以在不損壞的情況下進行過蝕刻。這意味著由于未釋放和過度蝕刻的設備而導致的產量損失可以減少到零。 低成本光刻膠可用作擴展蝕刻的經濟高效掩模,因為 XeF2在聚合物上的附著力極小。類似地,XeF2不會侵蝕聚合物鈍化層,該聚合物鈍化層保留在使用深反應離子蝕刻 (DRIE) 創建的孔或溝槽的側壁上。此特性可用于在硅晶片的垂直溝槽或孔的底部創建管或圓形空腔。 圖2 鈍化層用于掩蔽DRIE的側面 XeF2不會腐蝕大多數通常用于包裝或晶圓切割的材料。因此,XeF2可以通過將MEMS器件的發布延遲到切割或封裝插入和引線鍵合之后來提高產量。XeF2已成功用于在切割框架上的切割晶圓和封裝內的芯片上釋放MEMS器件。