離子束刻蝕(Ion Beam Etching, IBE)利用高能離子流(通常是惰性氣體離子,如Ar?)轟擊材料表面,通過動量傳遞將材料原子或分子從表面濺射剝離,從而實現圖案化刻蝕。
離子束刻蝕系統可以進行材料表面處理、形貌修飾、損傷去除,是微納加工必備的加工手段。尤其在金屬刻蝕和光電類材料刻蝕。廣泛應用于副產物非揮發材料,光電材料的打開、材料表面處理和改性等應用?;陔x子束刻蝕原理,通過物理轟擊的方式去除被刻蝕材料,能夠用于刻蝕磁性材料及難揮發的金屬材料如Au,Ag,Pt,Ni等。
半導體制造:高精度硅刻蝕、化合物半導體(GaAs、InP)器件加工。
光電子器件:激光光柵、光纖耦合器的微納結構制備。
MEMS/NEMS:微傳感器、微執行器的三維結構成型。
適用于6/8英寸及以下(包含不規則形狀)晶圓和樣品的垂直和傾斜刻蝕。無加工材料限制,可刻蝕硅、氧化硅、氮化硅、碳化硅、金剛石、鈮酸鋰、金屬、金屬氧化物和超導等材料。
集成化設計和供應鏈成熟協調,系統運行穩定,成熟度高;
占地面積小,維護方便,可多腔體聯用;
載臺設計有液冷和背He冷卻系統,測溫熱偶實時測量基片溫度變化情況,閉環控制,調整算法融入整體熱模型,改善溫度控制響應速度和控制精度。
可升級為反應離子束刻蝕(RIBE),耦合物理濺射與化學刻蝕的過程。
離子能量與束流密度:決定物理濺射貢獻,影響刻蝕各向異性;
反應氣體比例:調節化學反應速率;
襯底溫度:控制化學反應平衡(溫度升高通常加速揮發性產物脫附)。
RIBE憑借高精度和材料普適性,廣泛應用于高端半導體、光電子器件和MEMS領域
RIBE主要應用場景:
1.半導體芯片制造
化合物半導體器件:GaN HEMT功率器件的柵極刻蝕、InP光電器件的光波導刻蝕。
2.光電子與光子器件
激光二極管(LD):量子阱結構刻蝕
光子晶體:亞微米周期結構刻蝕
3.MEMS與微納傳感器
高精度結構加工:如壓力傳感器的SiN薄膜刻蝕
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