El grabado en seco se refiere a la eliminación de material, típicamente un patrón enmascarado de material semiconductor , al exponer el material a un bombardeo de iones (generalmente un plasma de gases reactivos como fluorocarbonos , oxígeno , cloro , tricloruro de boro ; a veces con la adición de nitrógeno , argón , helio y otros gases) que desalojan porciones del material de la superficie expuesta. Un tipo común de grabado en seco es el grabado con iones reactivos . A diferencia de muchos (pero no todos, consulte el grabado isotrópico) de los grabadores químicos húmedos utilizados en el grabado en húmedo , el proceso de grabado en seco graba típicamente de forma direccional o anisotrópica.
Aplicaciones
El grabado en seco se utiliza junto con técnicas fotolitográficas para atacar ciertas áreas de una superficie semiconductora con el fin de formar huecos en el material, como orificios de contacto (que son contactos con el sustrato semiconductor subyacente ) o mediante orificios (que son orificios que se forman para proporcionar una ruta de interconexión entre las capas conductoras en el dispositivo semiconductor en capas ) o para eliminar de otro modo partes de las capas semiconductoras donde se desean lados predominantemente verticales. Junto con la fabricación de semiconductores , el micromecanizado y la producción de pantallas, la eliminación de residuos orgánicos mediante plasmas de oxígeno a veces se describe correctamente como un proceso de grabado en seco. En su lugar, se puede utilizar el término incineración de plasma .
El grabado en seco es particularmente útil para materiales y semiconductores que son químicamente resistentes y no se pueden grabar en húmedo, tales como carburo de silicio o nitruro de galio .
Aguafuerte húmeda | Aguafuerte seca |
---|---|
altamente selectivo | fácil de iniciar y detener |
sin daño al sustrato | menos sensible a los pequeños cambios de temperatura |
más económico | más repetible |
Más lento | más rápido |
puede tener anisotropías | |
menos partículas en el medio ambiente |
Estructuras de alta relación de aspecto
El grabado en seco se utiliza actualmente en los procesos de fabricación de semiconductores debido a su capacidad única sobre el grabado en húmedo para realizar un grabado anisotrópico (eliminación de material) para crear estructuras de alta relación de aspecto (por ejemplo, orificios profundos o zanjas de condensadores).
Diseño de hardware
El diseño del hardware de grabado en seco básicamente incluye una cámara de vacío , un sistema de suministro de gas especial, un generador de forma de onda de RF y un sistema de escape.
Historia
El proceso de grabado en seco fue inventado por Stephen M. Irving, quien también inventó el proceso de grabado con plasma . [1] [2] El proceso de grabado en seco anisotrópico fue desarrollado por Hwa-Nien Yu en el Centro de Investigación IBM TJ Watson a principios de la década de 1970. Fue utilizado por Yu con Robert H. Dennard para fabricar los primeros MOSFET de escala micrométrica (transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal) en la década de 1970. [3]
Ver también
Referencias
- ^ Irving S. (1967). "Un método de eliminación de fotorresistente en seco". Revista de la Sociedad Electroquímica .
- ^ Irving S. (1968). "Un método de eliminación de fotorresistente en seco". Actas del seminario de fotorresistencia de Kodak.
- ^ Critchlow, DL (2007). "Recuerdos sobre escala MOSFET" . Boletín de la sociedad de circuitos de estado sólido IEEE . 12 (1): 19-22. doi : 10.1109 / N-SSC.2007.4785536 .