二氟化氙在微機(jī)電系統(tǒng)芯片上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

氟化氙（XeF2）可用于Si、Mo和Ge的各向同性蝕刻，是蝕刻犧牲層來(lái)“釋放”MEMS（MEMS是微機(jī)電系統(tǒng)的縮寫(xiě)，中文名為Micro Electro-Mechanical System。MEMS芯片，簡(jiǎn)而言之，利用半導(dǎo)體技術(shù)在硅片上制造電子機(jī)械系統(tǒng)，或者更形象地說(shuō)，創(chuàng)造微米級(jí)和納米級(jí)的機(jī)械系統(tǒng)，可以將外部物理和化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。）設(shè)備中移動(dòng)組件的理想解決方案。與濕法和SF等離子體蝕刻選項(xiàng)相比，它提供了許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。
由于XeF2是干氣相蝕刻，因此在通過(guò)小孔或狹窄空間進(jìn)行蝕刻時(shí)不存在與表面張力或氣泡有關(guān)的問(wèn)題。XeF2已經(jīng)被用于蝕刻直徑小至25nm的通孔。類(lèi)似地，XeF2避免了通常與濕法蝕刻工藝相關(guān)的粘附問(wèn)題，濕法蝕刻工藝在釋放/干燥后可能導(dǎo)致永久性單元損壞。
隨著MEMS變得越來(lái)越復(fù)雜，它們包含由不同或非標(biāo)準(zhǔn)材料制成的組件。沒(méi)有其他各向同性蝕刻對(duì)這么多材料具有選擇性。設(shè)備可以使用二氧化硅、氮化硅、聚合物以及大多數(shù)金屬和電介質(zhì)產(chǎn)品的任何組合來(lái)制造。
由于其選擇性和優(yōu)異的覆蓋率，XeF2可用于制作非常長(zhǎng)的底切，蝕刻停止層、掩?；騿挝粚訋缀鯖](méi)有退化。例如，二氧化硅是一種非常流行的掩模材料，其硅：氧化物選擇性>1000:1。二氧化硅掩模已被用于實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)缺陷（遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)100µm），并保護(hù)極小或薄的單元（尺寸小于30 nm）。
XeF2對(duì)不同材料的高選擇性允許設(shè)計(jì)者容易地添加蝕刻停止或使用現(xiàn)有的掩埋結(jié)構(gòu)作為底部切割的蝕刻停止。由于在蝕刻過(guò)程中對(duì)停止或釋放的設(shè)備幾乎沒(méi)有影響，因此可以在不損壞的情況下進(jìn)行過(guò)蝕刻。這意味著，由于設(shè)備不間斷和過(guò)度腐蝕造成的生產(chǎn)損失可以降至零。
低成本的光致抗蝕劑可以用作延長(zhǎng)蝕刻的經(jīng)濟(jì)有效的掩模，因?yàn)閄eF2對(duì)聚合物的粘附性最小。類(lèi)似地，XeF2不會(huì)腐蝕聚合物鈍化層，聚合物鈍化層保留在使用深反應(yīng)離子蝕刻（DRIE）形成的孔或凹槽的側(cè)壁上。此功能可用于在硅片的垂直凹槽或孔的底部創(chuàng)建管或圓孔。
XeF2不會(huì)腐蝕大多數(shù)通常用于封裝或晶片切割的材料。因此，XeF2可以通過(guò)將MEMS器件的釋放延遲到切割或封裝插入和導(dǎo)線綁定之后來(lái)增加產(chǎn)量。XeF2已成功用于在切割框架上的切割晶片和封裝中的芯片上釋放MEMS器件。