Incisione Asciutta dei Materiali Basati del InP facendo uso di Alta Densità Ha Accoppiato Induttivo il Plasma (ICP) dalla Tecnologia del Plasma degli Strumenti di Oxford

Incisione Asciutta ora è ampiamente usata nella lavorazione di optoelettronico e degli apparecchi elettronici che comprendono i materiali di III-V, dovuto l'esigenza di controllo attento delle dimensioni critiche delle componenti. Incissione all'acquaforte Veloce valuta, ripetibilità, l'uniformità, le chimiche pulite, profilo verticale, danno basso dell'unità è alcuni degli aspetti più desiderabili del trattamento incisione. Incisione Induttivo coppia (ICP) del plasma è adatta idealmente a questi requisiti, poiché fornisce un'alta densità dello ione; quindi incissione all'acquaforte veloce valuta, mentre permette il controllo separato di densità dello ione e di energia dello ione, dante una capacità di danno basso.

Per incidere di tasso alto della sfaccettatura e guida d'onda dello specchio, i requisiti chiave sono rispettivamente tariffe veloci incissione all'acquaforte alle profondità di fino a 10µm e 5µm, profondità controllabile incissione all'acquaforte, profilo altamente anisotropo, nessuna dentellatura ai livelli sepolti di InGaAsP (o simile) e muri laterali lisci e superficie incisa.

La chimica₄₂₂ di CH/H/Cl è il trattamento più popolare per questo genere di applicazione. Se la temperatura del wafer è permessa aumentare per avvicinarsi a 200°C poi la tariffa incissione all'acquaforte degli aumenti comunemente usati₄₂ di trattamento di CH/H, tuttavia, il controllo di profilo si trasforma in in difficile dovuto il taglio aumentato. L'Aggiunta di Cl₂ a questa miscela permette i profili altamente anisotropi incissione all'acquaforte, dovuto la volatilità bassa dell'Inclusione._x Ciò quindi permette il controllo di profilo accurato con adeguamento del rapporto₄₂ di CH/Cl. Incida le tariffe di >1.5µm/min e le selettività di >15: 1 alle maschere₂ di Peccato o_x di SiO può essere raggiunto. Figura 3 mostra ad un 10µm la sfaccettatura profonda dello specchio incisa facendo uso di questa chimica.

Riassunto di prestazione di trattamento₄₂₂ della Tabella 1. CH/H/Cl

Figura 3. materiale basato del InP inciso facendo uso del trattamento₄₂₂ di CH/H/Cl. Incida le tariffe di >1.5µm/min e la selettività di >15: sono raggiunti.

Questa chimica presenta il vantaggio che incide una vasta gamma di materiali, cioè quelli che contengono Dentro, P, GA, Asse, Al, Sb ecc, con selettività bassa (~0.5-1: 1) fra a vicenda, i profili quindi incisi non ha dentellatura alle interfacce fra i materiali. Egualmente produce meno contaminazione del polimero che la chimica₄ di CH/H₂ dovuto il contenuto più basso di CH₄ di questi trattamento e tariffa molto più veloce incissione all'acquaforte. Non c'è riscaldamento supplementare del wafer richiesto, come il InP ha basato il wafer è riscaldato solamente dal plasma ad alta densità stesso. Con controllo accurato dei parametri del plasma, la ripetibilità trattata è migliore di ±3% e nessuna pressione del wafer è richiesta.

Questa tecnica permette all'elaborazione batch per le alte applicazioni di produzione di capacità di lavorazione, per esempio„ il wafer 4x2 caricato per esecuzione, poiché i wafer possono riposare semplicemente su una piastra portante e non devono essere premuti ed elio essere raffreddati determinato. Un'Altra variante di questo trattamento è la chimica₄ di CH/Ar/Cl₂ che egualmente è stata indicata per fornire i risultati eccellenti incissione all'acquaforte facendo uso di questa camera incissione all'acquaforte.

Tuttavia, le domande di produzione dettano spesso che la camera deve restare pulita come possibile, idealmente senza il deposito del polimero, anche a scapito dell'anisotropia incissione all'acquaforte e della scorrevolezza del muro laterale se necessario. Ciò richiede che il trattamento non contenga il CH₄. Un approccio comune è di usare una chimica₂ incissione all'acquaforte basata Cl con un elettrodo heated (≥150°C per efficacemente rimuovere il prodotto incissione all'acquaforte di InClx dalla superficie del wafer).

Il controllo della temperatura Accurato del wafer è raccomandato per questo trattamento. Se il campione ottiene troppo caldo_x il Including'evaporates dalla superficie facilmente e quindi produce il taglio. D'altra parte, ad una temperatura troppo bassa InClx è non volatile con conseguente tariffe lente incissione all'acquaforte, selettività bassa e rugosità di superficie. N₂ si aggiunge Spesso per aumentare la componente fisica incisione e per passivare la superficie, quindi diminuendo la rugosità di superficie e migliorando il controllo di profilo. Incida le tariffe di >1 µm/min e selettività a SiO₂ di >10: 1 è stato raggiunto facendo uso di questo trattamento. Figura 4 mostra ai 5µm tipici il risultato profondo incissione all'acquaforte. Ciò è una H⁺ libera il trattamento che può dare meno danneggiamento dell'unità, dalla H⁺ spesso forma un livello di passività alla superficie incisa che può pregiudicare la prestazione dell'unità.

La Figura 4. Cl/N₂₂ ha inciso la guida d'onda

I trattamenti₄₂₂ di Cl/N e₂₂ di CH/H/Cl hanno quotato sopra possono anche essere usati per creare le MESA dell'unità, con o verticale o i profili rovesciati raggiunti da adeguatamente regolano i parametri trattati.

Una tecnica alternativa che concede elaborare alle temperature più insufficienti di ~100-150°C comprende l'uso di chimica di HBr, poiché il prodotto incissione all'acquaforte di InBrx diventa volatile ad una temperatura più insufficiente che InClx. Figura 5 mostra ai 5µm tipici il risultato profondo incissione all'acquaforte ad una tariffa incissione all'acquaforte di 0.8µm/min e ad una selettività di >10: 1 a SiO₂. Di Nuovo, il buon controllo della temperatura è raccomandato dovuto la sensibilità dei risultati incissione all'acquaforte alla temperatura del wafer.

Figura 5. incissione all'acquaforte della guida d'onda di HBr

Il trattamento di HBr può anche incidere il InP con photoresist (PR) come maschera secondo le indicazioni di Figura 6 poiché richiede la temperatura più insufficiente confronta a chimica₂ del Cl. Tipicamente una tariffa incissione all'acquaforte di >1µm/min e una selettività del 14:1 sono raggiunte. Questo trattamento ha richiesto la cottura dura della maschera del photoresist prima che incidendo per diminuire la masterizzazione del photoresist. I Vantaggi di questo trattamento comprendono l'eliminazione potenziale dell'uso delle maschere dure e significativamente diminuiscono la complessità ed il costo trattati.

Figura 6. incissione all'acquaforte del InP facendo uso dei photoresists come maschera

Un trattamento₂₂ di Cl/H è stato sviluppato recentemente. In questo trattamento, l'elettrodo più basso è impostato alla temperatura ambiente. Il wafer è collocato sopra un wafer dei portafili senza contatto termico supplementare. Nessuna pressione del wafer è richiesta. Di Conseguenza è un trattamento semplice. Il meccanismo incissione all'acquaforte è simile al trattamento₄₂₂ di CH/H/Cl - il wafer è riscaldato dal plasma stesso. Il vantaggio di questo trattamento è l'assenza di CH₄, quindi di nessun polimero depositanti nella camera. È un pulito ed anche un trattamento rispettoso dell'ambiente. In questo trattamento, il rapporto del gas di Cl/H₂₂ è molto importante. L'Alto rapporto del gas piombo all'alta tariffa incissione all'acquaforte ma egualmente dà un profilo incisione del taglio. Figura 7 mostra i risultati incissione all'acquaforte₂₂ di Cl/H nel modo dell'ICP. La tariffa incissione all'acquaforte è 850nm/min con selettività alla maschera del nitruro > di 10: 1.

Figura 7. campione InGaAs/del InP inciso facendo uso del trattamento₂₂ di Cl/H alla temperatura ambiente.

Sebbene il trattamento incisione del InP possa essere chimiche più veloci e più pulite vicino sostituite incissione all'acquaforte nel modo dell'ICP per la maggior parte delle applicazioni, tuttavia, il trattamento CH4/H2 è ancora ampiamente usato per incisione stridente del InP DFB (laser di feedback distribuito), dovuto i requisiti di profondità bassa e esattamente gestita incissione all'acquaforte (tipicamente <200nm). Inoltre il frequente uso delle maschere del photoresist, e-raggio spesso delicato resiste a, dato che la definizione grattare richiede incisione di temperatura ambiente. In uno strumento dell'ICP questo trattamento è eseguito tipicamente senza potenza dell'ICP, cioè soltanto la potenza più bassa dell'elettrodo è applicata, permettendo “ad un modo di RIE„ lento incisione. Figura 8 mostra il risultato incissione all'acquaforte della grata del modo di RIE in uno strumento dell'ICP ad una profondità di 100nm ad una tariffa incissione all'acquaforte di 20nm/min.

Figura 8. incissione all'acquaforte₄₂ della grata di CH/H

Il trattamento₄₂ di CH/H nel modo di RIE è un popolare per incissione all'acquaforte bassa del InP (profondità incisa più di meno di 1000nm). Poiché è un trattamento di temperatura ambiente, il photoresist può essere usato come maschera. Tuttavia, CH/H₄₂ forma un gran numero di polimero nella camera ed egualmente deposita a superficie superiore ed al muro laterale incisi. Un breve punto pulito₂ della O si aggiunge Spesso nel trattamento che segue incidere per eliminare il polimero residuo. Figura 9 mostra il risultato incissione all'acquaforte bassa del InP del modo di RIE ad una profondità di meno than1000nm ad una tariffa incissione all'acquaforte di 20~40nm/min.

Figura 9 incissione all'acquaforte bassa del InP facendo uso del trattamento CH4/H2, (a) del trattamento di singolo punto mostranti un certo giacimento del polimero sulla superficie superiore e sul muro laterale incisi. (b) trattamento In Due Tappe, non più residuo del polimero su superficie incisa.

La chimica₄₂ di CH/H è egualmente comunemente usata per incisione selettiva di InGaAs/InAlAs dovuto i requisiti di profondità bassa incissione all'acquaforte e di selettività fra InGaAs e InAlAs.

CH/H/Cl₄₂₂, Cl/N₂₂ e HBr nei trattamenti del modo dell'ICP possono anche essere usati per incissione all'acquaforte bassa. Se il campione è preriscaldato superiore a 150 gradi dall'elettrodo più basso, è stato indicato per essere possibile ridurre la tariffa incissione all'acquaforte da >1µm/min a 0.2µm/min4 scegliendo la potenza bassa dell'ICP. Un profilo inciso tipico è indicato nella Figura 10.

Figura 10. tariffa Controllabile incissione all'acquaforte per incisione bassa

Incisione della struttura a cristallo fotonica della guida d'onda del InP è molto provocatoria, poiché richiede l'alto allungamento con le feature size al di sotto del micron mezzo. La struttura più popolare è tipo del foro di due dimensioni con la dimensione del foro di meno che 500nm.

I requisiti del InP via incisione del foro sono in qualche modo differenti, cioè il più velocemente le tariffe possibili incissione all'acquaforte alle profondità di fino a 150µm, vicino al verticale o al profilo leggermente rovesciato incissione all'acquaforte, resistono a mascherato (idealmente), base regolare piana, ma nessuna preoccupazione circa scorrevolezza del muro laterale. Queste richieste possono essere soddisfatte con l'uso di un trattamento incissione all'acquaforte₃ basato HBr/BCl alle temperature medie a elevate (120-180°C). La maschera del photoresist deve essere completamente hardbaked ad una temperatura elevata (>150°C) assicurarsi che sopravviva al trattamento incissione all'acquaforte senza reticolo. Figura 12 mostra un 100µm in profondità via il foro inciso facendo uso di questa tecnica. La tariffa Incissione All'acquaforte era >2.75µm/min e selettività a photoresist >15: 1.

Figura 12. Trattamento₂ di HBr/BCl per il InP Via incissione all'acquaforte del foro

Le combinazioni materiale basato di InGaP/AlInP/del InP sono ampiamente usate per la fabbricazione i LED rossi o della pila Solare. I Requisiti sia dei prodotti della pila solare che del LED rosso sono alti rendimenti e basso costo. Di Conseguenza un processo discontinuo è essenziale, egualmente il photoresist è scelto per basso costo trattato e semplificato.

BCl3/Cl2/Ar/CH4 è usato. Il trattamento ottimizzato unclamped. La temperatura della Tabella è tenuta a 20~30degree, dà una tariffa incissione all'acquaforte di 450nm/min con selettività alla maschera del photoresist del 3:1 e del profilo inciso secondo le indicazioni di Figura 13.

Figura 13. La pila Solare basata InP incisa facendo uso di BCl/Cl/Ar/CH₃₂₄, Photoresist è stata usata come maschera incissione all'acquaforte

Microlenses che sono comunemente usate per le applicazioni fotoniche avanzate è formato in photoresist facendo uso di una di due tecniche. La tecnica più semplice comprende formare i cilindri tozzi del resiste di usando la litografia convenzionale. Il substrato poi è riscaldato sopra la temperatura di vetro di riflusso del photoresist (cioè 130-150°C), permettendolo al riflusso.

Ciò creerà una superficie sferica, con il raggio di cui può essere calcolato dal volume resistono a e l'area del contatto con il substrato. Il profilo della lente poi è trasferito nel materiale del substrato incisione asciutta dell'ICP, spesso con la selettività di 1:1.

Incisione del materiale basato del InP è una tecnologia vitale per la lavorazione di optoelettronico e degli apparecchi elettronici.