Jaki jest proces trawienia płytek 3-calowych?

Hej tam! Jako dostawca 3-calowych płytek InP często jestem pytany o proces trawienia tych małych elementów. Pomyślałem więc, że poświęcę chwilę na opisanie tego w sposób łatwy do zrozumienia.

Na początek porozmawiajmy trochę o tym, czym są płytki InP. Fosforek indu (InP) to materiał półprzewodnikowy stosowany w szeregu wysokowydajnych urządzeń elektronicznych i optoelektronicznych. 3-calowe płytki InP3-calowy wafel wejściowyktóre dostarczamy, są używane w zastosowaniach takich jak lasery, fotodetektory i szybkie tranzystory.

Przejdźmy teraz do procesu trawienia. Trawienie jest kluczowym etapem w procesie produkcji półprzewodników. Zasadniczo jest to proces usuwania niepożądanego materiału z powierzchni płytki w celu utworzenia wzorów, struktur i cech potrzebnych w urządzeniu końcowym.

Istnieją dwa główne rodzaje trawienia: trawienie na mokro i trawienie na sucho. Zacznijmy od trawienia na mokro.

Trawienie na mokro

Trawienie na mokro jest procesem chemicznym. Bierze się płytkę i zanurza się ją w roztworze chemicznym, który nazywa się wytrawiaczem. Środek trawiący reaguje z materiałem znajdującym się na powierzchni płytki i rozpuszcza go.

Jedną z największych zalet trawienia na mokro jest to, że jest stosunkowo proste i niedrogie. Nie potrzebujesz całej masy wymyślnego sprzętu. Wszystko, czego potrzebujesz, to pojemnik na wytrawiacz, sposób na podgrzanie i wymieszanie roztworu, jeśli to konieczne, oraz sposób na obchodzenie się z płytkami.

W przypadku 3-calowych płytek InP wybór środka trawiącego jest bardzo ważny. Powszechnym środkiem trawiącym InP jest mieszanina kwasu solnego (HCl) i kwasu fosforowego (H₃PO₄). Ta mieszanina może trawić InP ze stosunkowo kontrolowaną szybkością.

Szybkość trawienia zależy od kilku czynników. Stężenie wytrawiacza jest duże. Jeśli używasz bardziej skoncentrowanego wytrawiacza, trawienie będzie przebiegać szybciej. Temperatura również odgrywa rolę. Wyższe temperatury zwykle przyspieszają proces trawienia. Ale musisz zachować ostrożność, ponieważ jeśli zrobi się za gorąco, trawienie może stać się zbyt agresywne, co może skutkować szorstką powierzchnią lub uszkodzeniem płytki.

Innym czynnikiem jest czas, jaki płytka spędza w wytrawiaczu. Należy dokładnie zaplanować proces trawienia, aby usunąć odpowiednią ilość materiału. Jeśli trawisz zbyt krótko, nie usuniesz wystarczającej ilości materiału. Jeśli trawisz zbyt długo, możesz przetrawić i zniszczyć wzór, który próbujesz stworzyć.

Jedną z wad trawienia na mokro jest to, że jest ono izotropowe. Oznacza to, że trawi we wszystkich kierunkach z tą samą szybkością. Tak więc, jeśli próbujesz stworzyć bardzo precyzyjny wzór, może to być nieco trudne, ponieważ wytrawiacz wytrawi również pod maską chroniącą obszary, których nie chcesz wytrawiać. Może to prowadzić do podcięcia, co może mieć wpływ na dokładność końcowego urządzenia.

Trawienie na sucho

Z drugiej strony, trawienie na sucho wykorzystuje plazmę lub gazy reaktywne do wytrawiania płytki. Istnieje kilka różnych rodzajów trawienia na sucho, ale najpowszechniejsze w przypadku płytek InP to trawienie jonami reaktywnymi (RIE) i trawienie reaktywnymi jonami ze sprzężoną plazmą indukcyjnie (ICP - RIE).

W RIE umieszczasz płytkę w komorze i wprowadzasz reaktywny gaz, taki jak chlor (Cl₂) lub gaz zawierający fluor. Następnie przykładasz pole elektryczne, aby wytworzyć plazmę. Plazma składa się z jonów i rodników, które reagują z powierzchnią InP i wytrawiają ją.

Jedną z największych zalet trawienia na sucho jest to, że jest ono anizotropowe. Oznacza to, że może trawić głównie w jednym kierunku, zwykle prosto w dół. Świetnie nadaje się do tworzenia bardzo precyzyjnych wzorów z pionowymi ścianami bocznymi. Jest znacznie lepszy od trawienia na mokro, jeśli chodzi o dokładność.

ICP - RIE jest zaawansowaną wersją RIE. Wykorzystuje dodatkową cewkę indukcyjną do generowania bardziej gęstej i jednolitej plazmy. Pozwala to na jeszcze lepszą kontrolę procesu trawienia. Można uzyskać wyższą szybkość trawienia i lepszą jednolitość na powierzchni płytki.

Trawienie na sucho ma również pewne wady. Jest to droższe niż trawienie na mokro, ponieważ do wytworzenia plazmy potrzebna jest specjalistyczna komora do trawienia i zasilacz. Sprzęt jest również bardziej złożony i wymaga większej konserwacji.

Etapy procesu wytrawiania 3-calowych płytek InP

Niezależnie od tego, czy używasz trawienia na mokro, czy na sucho, proces trawienia 3-calowych płytek InP obejmuje kilka ogólnych etapów.

1. Czyszczenie: Przed rozpoczęciem trawienia należy oczyścić płytkę. Dzięki temu usuwany jest brud, kurz i zanieczyszczenia organiczne z powierzchni. Do czyszczenia płytki można użyć kombinacji chemicznych środków czyszczących i wody dejonizowanej. Powszechnym procesem czyszczenia jest czyszczenie RCA, w którym wykorzystuje się szereg roztworów chemicznych w celu usunięcia różnych rodzajów zanieczyszczeń.
2. Maskowanie: Musisz chronić obszary płytki, których nie chcesz trawić. Odbywa się to poprzez nałożenie maski. Maska może być wykonana z materiału fotorezystowego. Aby uformować fotomaskę, stosuje się proces fotolitografii. Najpierw obracasz - nakładasz fotorezyst na powierzchnię płytki. Następnie naświetlasz go światłem poprzez maskę o pożądanym wzorze. Następnie wywołujesz fotomaskę, która usuwa odsłonięte lub nienaświetlone obszary, w zależności od rodzaju fotomaski, której używasz.
3. Akwaforta: Po oczyszczeniu i zamaskowaniu płytki można rozpocząć proces trawienia. Jak wspomnieliśmy wcześniej, możesz wybierać pomiędzy trawieniem na mokro i na sucho, w zależności od wymagań.
4. Zdejmowanie maski: Po zakończeniu trawienia należy zdjąć maskę. W przypadku maski fotorezystowej można użyć środka chemicznego do rozpuszczenia fotorezystu.
5. Czyszczenie po wytrawianiu: Na koniec ponownie czyścisz płytkę, aby usunąć wszelkie pozostałości po procesach trawienia i usuwania maski.

Zastosowania trawionych 3-calowych płytek InP

Trawione 3-calowe płytki InP mają szeroki zakres zastosowań. W optoelektronice wykorzystuje się je do produkcji laserów. Proces trawienia służy do tworzenia struktur falowodowych, które prowadzą światło w laserze. Służy również do tworzenia faset lasera, które są powierzchniami odblaskowymi, które pomagają w tworzeniu wnęki lasera.

W dziedzinie elektroniki o dużej szybkości trawione płytki InP są wykorzystywane do wytwarzania szybkich tranzystorów. Proces trawienia służy do zdefiniowania obszarów źródła, drenu i bramki tranzystora.

Porównanie z innymi rozmiarami płytek InP

Dostarczamy również4-calowy wafel wejściowyI8-calowy wafel wejściowy. Proces trawienia tych większych płytek jest w zasadzie podobny do procesu trawienia płytek 3-calowych, ale istnieją pewne różnice.

Większe płytki wymagają bardziej równomiernego trawienia na całej powierzchni. W przypadku 3-calowej płytki nieco łatwiej jest kontrolować równomierność trawienia, ponieważ obszar jest mniejszy. W przypadku płytek 4-calowych i 8-calowych potrzebny jest bardziej zaawansowany sprzęt i techniki, aby zapewnić taką samą szybkość trawienia całej płytki.

Koszt trawienia również zależy od rozmiaru płytki. Trawienie większych płytek jest zazwyczaj droższe, ponieważ potrzeba więcej środka trawiącego lub gazu reaktywnego, a sprzęt musi być większy i mocniejszy.

Wniosek

Więc masz to! Oto podstawowy przegląd procesu trawienia 3-calowych płytek InP. To, czy wybierzesz trawienie na mokro, czy na sucho, zależy od konkretnych wymagań pod względem dokładności, kosztów i rodzaju wzoru, który chcesz utworzyć.

Jeśli szukasz 3-calowych płytek InP lub masz pytania dotyczące procesu trawienia, skontaktuj się z nami. Jesteśmy tutaj, aby pomóc Ci w zaspokojeniu wszystkich Twoich potrzeb w zakresie płytek InP i możemy omówić najlepsze opcje trawienia dla Twoich zastosowań.

Referencje

1. Sze, SM (1985). Fizyka urządzeń półprzewodnikowych. Wiley – Internauka.
2. Madou, MJ (2002). Podstawy mikrofabrykacji: nauka o miniaturyzacji. CRC Prasa.