干法蚀刻与湿法蚀刻-你需要知道的一切

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引言
蚀刻是从基板上的薄膜上去除一层或多层材料的过程。本文旨在解释蚀刻技术及其在半导体和PCB中的应用。
蚀刻类型
各向同性和各向异性：在各向同性蚀刻中，蚀刻速率在所有方向上都是恒定的；也就是说，材料的属性与方向无关。虽然各向异性蚀刻沿特定方向去除材料，但它与方向有关。（江苏英思特半导体科技有限公司）
选择性：选择性描述掩模（用于图案化）与感兴趣材料的蚀刻速率之间的相对蚀刻速率。大多数液体和气体化学蚀刻的选择性很高，但它们通常是各向同性的，这使得蚀刻速率控制具有挑战性。等离子蚀刻在某种程度上是受控的，可以定制成非常各向异性的；然而，实现良好的选择性通常更具挑战性。
干法蚀刻工艺
干法蚀刻，也称为等离子蚀刻，是通过用离子轰击来去除半导体材料的掩模图案的过程。通常，离子是活性气体的等离子体，例如氧气、硼、碳氟化合物、氯气和三氯化物。为了去除部分暴露表面的织物，有时会使用氮气、氦气、氩气和其他气体。与湿法蚀刻中使用的一些湿法化学蚀刻剂/试剂不同，干法蚀刻技术在所有方向上以连续蚀刻速率（各向同性）或方向变化（各向异性）进行蚀刻。
干法蚀刻技术可分为三个独立的类别，称为气相蚀刻、溅射蚀刻和反应离子蚀刻 (RIE) 。


湿蚀刻
最基本的蚀刻工艺是湿法蚀刻，也称为化学蚀刻。它需要使用液体反应物化学去除物质。它可能是一种溶解蚀刻物质的化学物质，或者是一种先氧化织物然后溶解氧化物的化学混合物。化学蚀刻是通过将样品浸入蚀刻剂溶液容器中完成的。您所需要的只是一个装有液体溶液的容器以溶解该物质。将部分保护的基板浸入溶液中，然后化学蚀刻暴露基板的表面。（江苏英思特半导体科技有限公司）
这通常是更强的酸，例如硅衬底的氢氟酸（唯一能够与硅表面自然产生的二氧化硅层相互作用的酸），砷化镓衬底的盐酸（镓与氯化物发生显着反应离子）或弱酸，如柠檬酸，用于砷化镓底物（氯离子与镓有强烈反应）。
由于其选择性，经常使用湿蚀刻。许多湿法蚀刻对它们使用的材料具有高度选择性。使用更薄的掩模和突然停止对被蚀刻层下方的层进行蚀刻的能力都可以具有高选择性。不幸的是，由于经常使用掩模来选择性地蚀刻材料，因此存在复杂性。这需要使用不溶解或至少蚀刻比要图案化的物质慢得多的掩模。
湿蚀刻剂通常是各向同性的，这导致在蚀刻厚膜时存在较大的偏差。它们还需要处理大量有毒工业废料。其次，一些单晶材料，如硅，在某些化学品中会发生各向异性蚀刻。与各向同性蚀刻相反，各向异性蚀刻涉及织物内部各个方向的不同蚀刻速率。
各向同性蚀刻
在所有空间方向上具有相似蚀刻速率的所有蚀刻过程被归类为各向同性蚀刻。生产设施在湿蚀刻和干蚀刻的主要类别中使用两种不同的蚀刻程序。其中之一是各向同性蚀刻。各向同性蚀刻是一种化学过程，使用蚀刻剂溶液从基板上去除材料，广泛用于半导体。蚀刻剂通常是液态、气态或等离子体基的，而缓冲酸 (BHF) 等液体蚀刻剂最常用于硅蚀刻。
与各向同性蚀刻相反，各向异性蚀刻采用不同量的蚀刻并在特定方向上发生反应。各向同性蚀刻在基板内的多个方向上进行蚀刻，而不是在单个方向上进行蚀刻。由于蚀刻方向的任何水平分量，图案化部分的底切和器件特性的显着变化都可能发生。各向同性蚀刻均采用湿化学法和干法蚀刻方法。由于工艺原因，各向同性蚀刻可能是不可避免的或需要的。（江苏英思特半导体科技有限公司）


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