材料特性直接决定蚀刻工艺路径,从单晶硅到化合物半导体,需匹配特定蚀刻剂与设备参数。
硅基材料的蚀刻策略
单晶硅:干法蚀刻常用SF₆/C₄F₈混合气体,SF₆负责刻蚀,C₄F₈生成钝化层控制侧壁形貌。
多晶硅:需更高离子能量打破晶界屏障,通常采用BCl₃/Cl₂气体组合提升各向异性。
宽禁带半导体的挑战
碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)因化学惰性强,传统硅蚀刻配方效率低。解决方案包括:
高温蚀刻:将腔体加热至300℃以上,增强反应气体(如Cl₂)与SiC的活性。
金属辅助蚀刻:在表面沉积镍层作为催化剂,提升蚀刻速率3-5倍。
金属与介质的兼容性
铜布线蚀刻易产生残留,行业转向“大马士革工艺”(先蚀刻介质层再填铜)。铝蚀刻则需控制Cl₂/BCl₃比例,避免腐蚀设备腔体。