اچینگ خشک

اچینگ خشک (به انگلیسی: Dry Etching) یکی از روش‌های لایه برداری و حفاری از روی سطح ماده است. در این روش سطح ماده مورد نظر در معرض بمباران یون‌ها (معمولاً پلاسمای گازهای فعال مانند فلوئوروکربن، اکسیژن، کلر و تری کلرید بور؛ گاهی همراه با نیتروژن، آرگون و هلیوم و گازهای دیگر) قرار می‌گیرد که باعث می‌شود بخشی از سطح که در معرض بمباران بوده از بین برود. یکی از مدل‌های اچینگ خشک اچینگ یون فعال است. برخلاف برخی از مدل‌های اچینگ مرطوب که ایزوتروپیک است و اچینگ را در همه جهت‌ها انجام می‌دهد، اچینگ خشک غیرایزوتروپیک است و با توجه به صفحات شبکه کریستالی اتم‌ها فرایند اچینگ را انجام می‌دهد. با قرار دادن یک الکترود ساطع کننده فرکانس رادیویی و پایین آوردن فشار یونیزاسیون گازها انجام می‌شود. حرکت تصادفی یون‌ها و برخورد آن‌ها به سطح مورد نظر منجر به وقوع واکنش‌های شیمیاییی می‌شود که ماده را از بین می‌برد. دو نوع از روش‌های اچینگ خشک روش اچینگ یون فعال و اچینگ یون فعال عمیق است.

در روش یون فعال، ویفر ماده مورد نظر در قسمت پایین یک محفظهٔ خلأ قرار گرفته‌است. گاز مورد نظر از طریق ورودی‌های کوچک از بالا وارد محفظه می‌شوند و از طریق یک مکنده در پایین محفظه خارج می‌شوند. پلاسما در محفظه با استفاده از یک میدان الکترومغناطیسی قوی RF ایجاد می‌شود. میدان الکتریکی در حال نوسان شروع به یونیزه کردن مولکول‌های گازی کرده و پلاسما را تولید می‌کند. در روش اچینگ عمیق، امکان نفوذ عمیق به درون ویفر و ایجاد گودال‌هایی با دیواره‌های شیبدار و دقیق وجود دارد. این روش برای سیستم‌های میکروالکترومکانیکال توسعه پیدا کرد اما امروزه در شاخه‌های مختلف دیگر نیز مورد استفاده است. در این روش امکان حفر گودال‌هایی با دیوارهای ۹۰ درجه فراهم شده‌است.

کاربردها

مقایسه نتیجه اچینگ به روش مرطوب (وسط) و روش خشک (پایین). دیواره‌های لایه دی‌اکسید سیلیکن در روش خشک با دقت بالا و به‌طور عمود اچ شده‌اند.

اچینگ خشک به‌طور ترکیبی با روش فوتولیتوگرافی قسمت‌های مشخصی از سطح یک نیمه هادی را هدف قرار می‌دهد به این منظور که در آن شکاف و حفره ایجاد کند. این روش به‌طور خاص مناسب مواد و نیمه هادی‌هایی است که از نظر شیمیایی مقاوم هستند و برای آن‌ها نمی‌توان از روش اچینگ مرطوب استفاده کرد که در آن ماده در یک حمام ماده شیمیایی خورنده قرار می‌گیرد و در قسمت‌های به خصوصی ایجاد شکاف و حفره می‌کند. از جمله مواد مقاوم به روش اچینگ مرطوب می‌توان به کاربید سیلیسیم و نیترید گالیم اشاره کرد.[1]

در جدول زیر روش اچینگ مرطوب و اچینگ خشک مقایسه شده‌اند.

اچینگ مرطوب	اچینگ خشک
امکان تعیین عمق حفره	امکان شروع و اتمام آسان پروسه
عدم آسیب به زیرلایه	حساسیت کمتر به تغییرات کوچک دما
ارزان‌تر	امکان تکرار بیشتر
کندتر	سریع‌تر
	امکان ایجاد سطوح ناهمسانگرد
	آزاد کردن ذرات کمتری در محیط

جستارهای وابسته

منابع

Critchlow, D. L. (2007). "Recollections on MOSFET Scaling". IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter. 12 (1): 19–22. doi:10.1109/N-SSC.2007.4785536.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Critchlow, D. L. (2007). "Recollections on MOSFET Scaling". IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter. 12 (1): 19–22. doi:10.1109/N-SSC.2007.4785536.