Rétegmegmunkálás marással Mizsei János 2013

Rétegmegmunkálás 3 lépés: Réteg leválasztás Reziszt technológia Marás (száraz, nedves) Reziszt eltávolítás Kristályméretnél sokkal jobb felbontás nem érhető el marással  Kristályméret legyen sokkal kisebb, mint a struktúra

Marási profilok Ideális marási profilok (a) teljesen anizotropikus (Af=1) és (b) izotropikus marás esetén

Rétegmegmunkálás Normál fotoreziszt technika Szelektív marás: ahol nincs fotoreziszt ott maródik ki Hátránya, hogy szelektív marószer kell Inverz fotoreziszt technika Ahol nincs fotoreziszt ott marad meg réteg Vékony réteget lehet csak felvinni

Réteg izotróp marása Rosszul tapadó fotoreziszt réteg, amely a marás folyamán fokozatosan fellazul, így változó középpontú, de állandó görbületi sugarú oldalfal jön létre.

Réteg izotróp marása Jól tapadó fotoreziszt réteg, állandó görbületi sugár változó középpontja állandó és a lakkábra szélső pontján van.

Réteg izotróp marása A fal meredekségének változása az alámarás függvényében az előző ábrán látható modell esetében.

Si marószerek Marószer alk hőfok (C°) V/100 (um/min) V/111 (um/min) VSiO2 (A/óra) V/nagy adalék koncentráció esetén (um/min/jelleg) 1 HF 40 HNO3 15 CH3COOH 25 0,2 0,15 - 1 HF: 10 CH3COOH 0,13-1 0,005 -0,01 2,5/p++ vagy n++ KOH: H2O: izopropil- alkohol 80 1 0,01 20-6000 0,01/p++ KOH: H2O 20-80 0,01-1 0,002 EDP EDP-etiléndiamin, pirocatechin, víz 40-120 0,1-1,1 0,04 40-250 0,001/p++

Si anizotróp marása

Si marási sebesség A p és n rétegek marási sebessége különbözik. Átmenet helyén éles- mérhető lépcső. Az átmenet két oldalán különböző a fémek kiválása is  elektrokémiai potenciálsorban közeli fémek alkalmasak dekorálásra. Leggyakrabban használt dekorációs oldat: 20g CuSO4(5H2O) + 100ml H2O + 1ml HF(48%) Pár oldal kimaradt

Maró eszközök (száraz) 1. Típus Szeletelhelyezés Nyomás (Pa) Ionenergia (eV) Szelektívitás Hengeres plazmamaró lebegő potenciálon 10-100 kíváló Síkelektródás plazmamaró földpotenciálon lévő anódon jó Reaktív ionmaró (RIE) előfeszített katódon 1-10 100-700 Ionmaró földpotenciálon lévő mintatartón ~10^-2 300-1500 rossz Reaktív ionsugaras maró (RIBE) elég jó Kémiailag segített ionsugaras maró (CAIBE)

Maró eszközök (száraz) 2. Típus Marási profil szabályozása Marás mechanizmus Generátor Hengeres plazmamaró nincs kémiai RF Síkelektródás plazmamaró gyenge kémiai és gyengén fizikai Reaktív ionmaró (RIE) jó kémiai és fizikai Ionmaró fizikai DC Reaktív ionsugaras maró (RIBE) Kémiailag segített ionsugaras maró (CAIBE)

Síkelektródás plazmamaró

Hengeres plazmamaró

Reaktív ionmaró Igen kisméretű alakzatok Felületre merőlegesen tetszés szerinti alakú és mélységű szerkezetek készíthetők

Plazmás marás Véges marási rátával rendelkező maszkkal történő marás. W a különbség a tervezett és az aktuális vonalvastagság között

Másodlagos jelenségek Szögletesedés (faceting): reziszt fogyásával egyenetlen rétegfogyás, sokszöges struktúra kialakulása Újralerakódás: felverődött atomok a maszk oldalára ülhetnek. Zavaró: leszakadó, úszkáló fémlapkák, takarás stb.

Túlmarás Az ábrán Af=1-es prof Az ábrán Af=1 profilú anizotróp marás van. Anizotróp marás esetén, túlmarás szükséges, hogy a visszamaradt anyagot eltávolítsuk.

Árokképződés Árok kialakulása „túlzott” ion áramlás következtében, mely az oldalfalakról verődött vissza.