El paper de BOE en els processos MEMS?

BOE (gravat d’òxid d’òxids) és una química clau de gravat en humit en els processos MEMS (sistemes microelectromecànics), principalment utilitzats per eliminar selectivament les capes sacrificials de sílice (sio₂) o capes dielèctriques, i també es poden utilitzar per gravar nitrur de silici (si₃n₄) en condicions específiques.

Figura líquid de corrosió embotellada Boe

BOE està format per una solució aquosa d’àcid hidrofluòric (HF) i fluorur d’amoni (NH₄F) barrejat en proporcions específiques. En formulacions típiques, les concentracions de HF oscil·len entre el 0,2%~ 20%i les concentracions de NH₄F oscil·len entre l’1,5%~ 40%, i algunes formulacions modificades també afegeixen tensioactius (com ara polietilenglicol octil fenil èter) o additius amides d’amida (com ara N-butilbutilamida) per ajustar la selectivitat i la uniformitat de l’etch. L’addició de fluorur d’amoni forma un sistema tampó (NH₄F-HF), que pot estabilitzar la velocitat de gravat i inhibir la volatilització de la HF, alhora que augmenta la relació de selecció de gravat de SiO₂/SI (fins a 100: 1 o més) per reduir la corrosió accidental dels substrats de silici.

0040-09094 Cambra 200mm

 

Figura Boe Corrosion Dipòsit

The concentration ratio of ammonium fluoride (NH₄F) solution commonly used by BOE in MEMS production lines is hydrofluoric acid (HF) solution≈ which is 7:1 (volume ratio), which is characterized by a fast etch rate (SiO₂ etch rate of about 10 nm/s), which is suitable for rapid removal of sacrificial layers, such as silicon oxide release under polysilicon structure. Another commonly used ratio is NH₄F : HF≈ 20:1 (volume ratio), which is characterized by a significantly lower etch rate (about 2-3 nm/s), but better uniformity, better sidewall protection, and a high SiO₂/Si selection ratio (>100: 1) per reduir la sobre-gravació de substrats de silici, fent-lo adequat per a l’eliminació de pel·lícules d’òxid poc profunda o estructures d’alta precisió.

0040-02544 Cos superior, metall DPS

 

Figura esquema esquemàtic del procés de corrosió de Boe de SiO2

En el procés MEMS, BOE es pot utilitzar com a capa sacrificial per eliminar el líquid químic format amb la cavitat, com els acceleròmetres, els filtres acústics a granel sovint han de formar una cavitat entre el diafragma i la placa posterior Gravatge per alliberar l'estructura mòbil. BoE també es pot utilitzar per gravar capes aïllants (com ara els òxids dipositats de SiO₂ o CVD oxidats tèrmicament) per crear forats de contacte o zones d’aïllament. A més, BOE s’utilitza per eliminar la capa d’òxid primari a la superfície i millorar l’adhesió interfacial abans de l’enllaç de l’hòstia o la deposició de metalls. A la línia de producció MEMS de 6 i 8 polzades, la taula WET BOE és estàndard i es dedica al procés de corrosió del nitrur de sílice/silici.