用于釋放 MEMS 的二氟化氙

二氟化氙 (XeF 2 ) 可用于各向同性蝕刻Si、Mo和Ge，是蝕刻犧牲層以“釋放”MEMS（MEMS是Micro-Electro-MechanicalSystem的縮寫，中文名稱是微機(jī)電系統(tǒng)。MEMS芯片簡(jiǎn)而言之，就是用半導(dǎo)體技術(shù)在硅片上制造電子機(jī)械系統(tǒng)，再形象一點(diǎn)說(shuō)就是做一個(gè)微米納米級(jí)的機(jī)械系統(tǒng)，這個(gè)機(jī)械系統(tǒng)可以把外界的物理、化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。）器件內(nèi)移動(dòng)組件的理想解決方案。與濕式和SF 等離子蝕刻選項(xiàng)相比，它提供了許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和功能。

由于 XeF2是一種干氣相蝕刻，因此在通過(guò)小孔或狹窄空間進(jìn)行蝕刻時(shí)，不存在與表面張力或氣泡相關(guān)的問(wèn)題。XeF2已用于蝕刻直徑小至25nm的通孔。同樣，XeF2避免了粘附問(wèn)題，這些問(wèn)題通常與濕法蝕刻工藝相關(guān)，濕法蝕刻工藝會(huì)在釋放/干燥后導(dǎo)致永久性器件損壞。

隨著MEMS變得越來(lái)越復(fù)雜，它們包含由多種或非標(biāo)準(zhǔn)材料制成的組件。沒(méi)有其他各向同性蝕刻對(duì)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(shù)金屬和電介質(zhì)的任意組合來(lái)制造設(shè)備。

由于其選擇性和出色的覆蓋范圍，XeF2可用于制作非常長(zhǎng)的底切，而蝕刻停止層、掩?；蚱骷訋缀鯖](méi)有或沒(méi)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(shí)現(xiàn)非常長(zhǎng)的底切（遠(yuǎn)超過(guò) 100μm）并保護(hù)極小或極薄的設(shè)備（尺寸小于 30nm）。

XeF2對(duì)不同材料的高選擇性使設(shè)計(jì)人員能夠輕松地加入蝕刻停止或使用現(xiàn)有的掩埋結(jié)構(gòu)作為蝕刻停止以進(jìn)行底切。由于幾乎不會(huì)對(duì)蝕刻停止或被釋放的設(shè)備造成影響，因此可以在不損壞的情況下進(jìn)行過(guò)蝕刻。這意味著由于未釋放和過(guò)度蝕刻的設(shè)備而導(dǎo)致的產(chǎn)量損失可以減少到零。

低成本光刻膠可用作擴(kuò)展蝕刻的經(jīng)濟(jì)高效掩模，因?yàn)?/span> XeF2在聚合物上的附著力極小。類似地，XeF2不會(huì)侵蝕聚合物鈍化層，該聚合物鈍化層保留在使用深反應(yīng)離子蝕刻 (DRIE) 創(chuàng)建的孔或溝槽的側(cè)壁上。此特性可用于在硅晶片的垂直溝槽或孔的底部創(chuàng)建管或圓形空腔。

XeF2不會(huì)腐蝕大多數(shù)通常用于包裝或晶圓切割的材料。因此，XeF2可以通過(guò)將MEMS器件的發(fā)布延遲到切割或封裝插入和引線鍵合之后來(lái)提高產(chǎn)量。XeF2已成功用于在切割框架上的切割晶圓和封裝內(nèi)的芯片上釋放MEMS器件。