深硅刻蚀技术在工业界应用广泛,包括集成电路制造、微机电系统(MEMS)制造和微纳光子学的研究等领域,其经历了由湿法刻蚀到干法刻蚀的演变,工艺能力和设备基材都得到了极大的发展。然而,在深硅刻蚀工艺中,高深宽比刻蚀仍然是深硅刻蚀工艺的技术难点和重点。目前,在百微米以内的高深宽比深硅刻蚀已取得不错的进展,然而对微纳结构的百微米以上的高深宽比刻蚀工艺仍不完善。常见的问题如刻蚀形貌侧壁不平整、不垂直,底部表面不水平,刻蚀效率低等,制约了微纳器件的进一步发展。
热电堆芯片深硅刻蚀背面俯视实拍图和示意图
以最近火爆市场的热电堆红外传感器芯片为例,其最后一步工艺为400微米的深硅刻蚀。实验研究中使用KOH或TMAH湿法刻蚀深硅,一方面由于各向异性湿法刻蚀存在(111)面斜坡,另一方面腐蚀液对结构层多晶硅和Al都有腐蚀性,因此热电堆芯片工业生产中通常不使用湿法工艺。干法工艺具有分辨率高、刻蚀选择比大、均匀性和重复性好,便于工艺监控以及易于实现连续自动操作等优点,被广泛应用于微纳制造生产工艺中。热电堆芯片深硅刻蚀采用深反应离子刻蚀工艺,基于氟基气体的高深宽比硅刻蚀技术。与反应离子刻蚀原理相同,通过化学作用和物理作用进行刻蚀。其工艺步骤为:钝化----刻蚀---钝化----刻蚀。钝化为反应室中通入C4F8气体,通过化学反应形成聚合物薄膜;刻蚀为反应室中通入SF6气体,进行物理和化学刻蚀。
深硅刻蚀基材实拍图
目前,主流MEMS代工厂和各大高校平台使用均为英国STS公司HRM刻蚀机和北方微电子自主研发的HSE/DSE系列刻蚀机,刻蚀均匀性±5%,边壁角度:90±1°,刻蚀高深宽比超高400微米,然而刻蚀速率较低,约10-20um/min,且只能单片刻蚀,完成时间1小时/片。因此,深硅刻蚀是制约热电堆产能的决定性工艺环节。
苏州硅时代电子科技有限公司(以下简称“苏州硅时代”)在MEMS加工(微纳加工)、MEMS代工(微纳代工)领域,拥有丰富的技术积累和工艺经验,在深硅刻蚀工艺方面积累了丰富的经验,同时深硅刻蚀设备部分剩余产能,望能与MEMS同行共同克服热电堆产能不足的难关。
苏州硅时代作为一家专注于MEMS设计、MEMS加工的高技术公司,拥有丰富的MEMS加工资源,可实现4/6/8寸MEMS芯片设计、代工,以及多种单步工艺代工的完整工艺能力。
苏州硅时代拥有完整的热电堆传感器加工生产能力,可针对不同热电堆设计方案给予专业全面的工艺建议和快速工艺可行性评估。全球疫情形势依然严峻,为让国产热电堆芯片快速供给,苏州硅时代可与业内企业、个人、团队建立灵活的合作模式,以期产品快速推向市场。
苏州硅时代电子科技有限公司简介
苏州硅时代电子科技有限公司(Si-Era),位于国内最大的MEMS产业集聚区——苏州纳米城。利用MEMS领域近20年的技术积累,在MEMS传感器、生物MEMS、光学MEMS以及射频MEMS方面都拥有大量的设计和工艺经验。
基于成熟的设计及工艺团队,苏州硅时代面向MEMS领域,提供全方位的技术服务。可提供MEMS芯片定制设计开发、集成电路芯片设计、MEMS芯片工艺验证、MEMS芯片小批量试制、MEMS芯片中试化量产、MEMS芯片封装方案设计等系统解决方案,也提供MEMS设计、加工、测试等单步或多步工艺实验开发。
公司拥有强大的MEMS设计与加工实力,具备成熟的光刻、刻蚀、镀膜、封装、测试等微纳加工能力。所使用设备状况精良,设备能力优异,并可多工艺合作开发,高效评估,高质量实施,全流程收集实验数据,精细的流程管理以及优质的服务。