Υ & XI Γηεξγαζίεο Μίθξν & Ναλν-Ηιεθηξνληθήο Δγράξαμε. Μάζεκα: Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά TT Σκήκα Μεραληθώλ Απηνκαηηζκνύ Σ.Δ.

Transcript

1 Υ & XI Γηεξγαζίεο Μίθξν & Ναλν-Ηιεθηξνληθήο Δγράξαμε Μάζεκα: Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά TT Σκήκα Μεραληθώλ Απηνκαηηζκνύ Σ.Δ.

2 Δγράξαμε Etching

3 Οη Βαζηθέο Γηεξγαζίεο Ομείδσζε ηνπ Si (Ξεξή θαη Τγξή) Δηζαγσγή πξνζκίμεσλ ηνπ Si ρεκαηνπνίεζε δνκώλ ζην Si Φσηνιηζνγξαθία Δλαπόζεζε Poly-Si Δλαπόζεζε Γηειεθηξηθώλ Δλαπόζεζε Μεηάιισλ Αλόπηεζε Υεκηθνκεραληθή Λείαλζε Δγράξαμε (Ξεξή θαη Τγξή)

4 Σα Βήκαηα γηα ηελ Καηαζθεπή ελόο δηαθόπηε CMOS I

5 Σα Βήκαηα γηα ηελ Καηαζθεπή ελόο δηαθόπηε CMOS II

6 Δγράξαμε Etching Παπάμεηποι Ρςθμόρ Εγσάπαξηρ Etch Rate Ρςθμόρ Εγσάπαξηρ Επιλεκηικόηηηα Ιζοηποπικόηηηα ςμβαηόηηηα με ηιρ ςπόλοιπερ διεπγαζίερ Ο ξπζκόο εγράξαμεο (etxh rate - ER) νξίδεηαη σο ν ιόγνο ηνπ πάρνπο ηνπ εγραξάζζεηαη πξνο ην ρξόλν (t) πνπ απαηηείηαη h ER h t 6 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

7 Δγράξαμε Etching Επιλεκηικόηηηα Selectivity μη επιλεκηικό Πέξα από ην πιηθό 2 αθαηξείηαη θαη ην πιηθό 1 επιλεκηικό Αθαηξείηαη κόλν ην πιηθό 2 ελώ ην 1 παξακέλεη αλεπεξέαζην ηέλεια ιζοηποπικό Όζν πιηθό αθαηξείηαη θαηά βάζνο ηόζν αθαηξείηαη θαηά πιάηνο ηέλεια ανιζοηποπικό αθαηξείηαη πιηθό κόλν θαηά βάζνο (Αν)ιζοηποπικόηηηα (an)isotropy 7 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

8 Δγράξαμε Etching Τγπή Εγσάπαξη Υπήζη ςγπών διαλςμάηων ςνήθωρ ιζοηποπική Υπήζειρ: Εγσάπαξη Al Εγσάπαξη SiO 2 Εγσάπαξη Si Αθαίπεζη πηηίνηρ Ξηπή Εγσάπαξη Υπήζη αέπιων μειγμάηων Ιζοηποπική ή ανιζοηποπική Υπήζειρ: Εγσάπαξη Al Εγσάπαξη SiO 2 Εγσάπαξη Si (poly-si) Εγσάπαξη Si 3 N 4 Εγσάπαξη πηηίνηρ 8 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

9 Τγξή Δγράξαμε

10 Τγξή εγράξαμε Τγπή Εγσάπαξη Η ςγπή εγσάπαξη γίνεηαι ζε διαμοπθωμένερ σημικέρ εζηίερ πος είναι καηαζκεςαζμένερ με ςλικά ανθεκηικά ζηα σημικά και για ηην απαγωγή ηων αεπίων και με ειδικούρ απαγωγούρ αεπίων για ηα αέπια πος πποκύπηοςν. 10 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

11 Τγξή εγράξαμε Δκθάληζε Ρεηίλεο (developing) Μεηά από ην developing κπνξεί λα ρξεηαζηεί θάπνην ςήζηκν γηα λα εμαηκηζηεί ν δηαιύηεο ηεο ξεηίλεο θαη γηα λα γίλεη αλζεθηηθή ζηα ρεκηθά 11

12 Τγξή εγράξαμε SiO 2 Διαλύμαηα Διάλςμα ςδποθθοπικού οξέορ (HF) Πολύ μεγάλο etching rate Buffered Oxide Etch (buffering agent, NH 4 F θαη HF) Μέηπιο etching rate Καλύηεπορ έλεγσορ για ηο πάσορ εγσάπαξηρ 12 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

13 Τγξή εγράξαμε Al Διαλύμαηα H 3 PO 4 : HNO 3 : CH 3 COOH : H 2 O = 73 %: 3.1 % : 3.3 % : 20.6 % ην Al επηηίζεηαη θαη ν developer πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ εκθάληζε ηεο ξεηίλεο 13 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

14 Διαλύμαηα Τγξή εγράξαμε Si KOH TMAH (Tetramethylammonium hydroxide) 14

15 Αλαθνξέο K. R. Williams and R. S. Muller, "Etch rates for micromachining processing," in Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 5, no. 4, pp , Dec doi: / K. R. Williams, K. Gupta and M. Wasilik, "Etch rates for micromachining processing-part II," in Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 12, no. 6, pp , Dec doi: /JMEMS

16 Ξεξή Δγράξαμε

17 Ξεξή Δγράξαμε Δγράξαμε κε ρξήζε πιάζκαηνο Αληηδξαζηήξαο πιάζκαηνο Καηεπζπληηθόηεηα ηεο εγράξαμεο Αληζνηξνπηθόηεηα ηππηθή κέζνδνο RIE 17 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

18 Ξεξή Δγράξαμε RIE Reactive Ion Etching Δθηεηακέλε ρξήζε ζηε κηθξνειεθηξνληθή γηα ηελ εγράξαμε δηειεθηξηθώλ θαη ξεηηλώλ Η ρακειή ζρεηηθά ελέξγεηα ηνπ RIE πεξηνξίδεη ην ξπζκό εγράξαμεο θαη ην δπλαηό βάζνο εγράξαμεο. Αδπλακία εγράξαμεο κεηάιισλ 18 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

19 Ξεξή Δγράξαμε Si θαη SiO 2 Υημεία Φθοπίος SF 6 Ιζνηξνπηθή εγράξαμε SiO 2 Με επηιεθηηθό σο πξνο ην Si CF 4 Αληζνηξνπηθή εγράξαμε SiO 2 Δλαπόζεζε πνιπκεξνύο ζηα ηνηρώκαηα Τπνιείκκαηα πνιπκεξνύο κεηά ην etching 19 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο

20 Ξεξή Δγράξαμε πιάζκα Ο 2 Oxygen Plasma Ο 2 Αθαίξεζε ξεηίλεο Αθαίξεζε νξγαληθώλ θαηάινηπσλ Σξάρπλζε ηεο επηθάλεηαο Αιιαγή ηεο ρεκείαο ηεο επηθάλεηαο 20

21 Ξεξή Δγράξαμε Deep RIE Τπάξρνπλ 2 είδε: ην θξπνγεληθό DRIE θαη ε ηερληθή Bosch Πνιύ αληζνηξνπηθή εγράξαμε, όπνπ επηηπγράλνληαη δνκέο κε κεγάιν ιόγν ύςνπο πξνο πιάηνο (πςειό aspect ratio) πλδπαζκόο CF4 θαη SF6 γηα ηελ πξνζηαζία ησλ πιάγησλ ηνηρσκάησλ θαη ηελ εγράξαμε ησλ νξηδόληησλ. Σα πιάγηα ηνηρώκαηα πξνθπιιάζνληαη κέζσ ηεο δεκηνπξγίαο ελόο θισξνπνιπκεξνύο

22 Ξεξή Δγράξαμε Deep RIE for TSVs Through Silicon Vias (TSV) Διαζύνδεζη ηηρ πάνω με ηην κάηω πλεςπά ενόρ wafer Si Κομβική ηεσνολογία για ηα 3D chip και ηιρ ηεσνολογίερ systemin-package

23 Ξεξή Δγράξαμε Deep RIE for TSVs

24 Υ & XI Γηεξγαζίεο Μίθξν & Ναλν-Ηιεθηξνληθήο Δγράξαμε Σέινο γηα ζήκεξα Νανοηλεκηπονική Σεσνολογία Θεωπία: Γεπηέξα, 09:00 12:00 Επγαζηήπιο: Σξίηε, 09:00 11:00 24 Ναλνειεθηξνληθή Σερλνινγία ΑΔΙ Πεηξαηά Σ.Σ. αξάθεο Παλαγηώηεο