¿El papel de BOE en los procesos MEMS?

BOE (grabado de óxido tamponado) es una química de grabado húmedo clave en los procesos de MEM (sistemas microelectromecánicos), utilizados principalmente para eliminar selectivamente las capas de sacrificio de sílice (SIO₂) o capas dieléctricas, y también se pueden usar para grabar nitruro de silicio (Si₃n₄) en condiciones específicas.

Figura Boe Líquido de corrosión embotellada

BOE se compone de una solución acuosa de ácido hidrofluorico (HF) y fluoruro de amonio (NH₄F) mezclado en proporciones específicas. En las formulaciones típicas, las concentraciones de HF varían de 0.2%~ 20%y las concentraciones de NH₄F varían de 1.5%~ 40%, y algunas formulaciones modificadas también agregan tensioactivos (como el polietileno glicol octilo de fenilo) o aditivos de amida (como N-butilamida) a ajustar la selectividad de Etch y la uniformidad. La adición de fluoruro de amonio forma un sistema de tampón (NH₄F-HF), que puede estabilizar la velocidad de grabado e inhibir la volatilización de la IC, al tiempo que aumenta la relación de selección de grabado de SIO₂/Si (hasta 100: 1 o más) para reducir la corrosión accidental en sustratos de silicio.

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Figura tanque de corrosión boe

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) Para reducir el exceso de sustratos de silicio, lo que lo hace adecuado para la eliminación de la película de óxido poco profundo o las estructuras de alta precisión.

0040-02544 Superior, metal DPS

 

Figura Diagrama esquemático del proceso de corrosión de BOE de SiO2

En el proceso MEMS, el BOE se puede usar como una capa de sacrificio para eliminar el líquido químico formado con la cavidad, como los acelerómetros, los filtros acústicos a granel a menudo deben formar una cavidad entre el diafragma y Grabado para liberar la estructura móvil. BOE también se puede usar para grabar capas aislantes (como óxidos depositados por SiO₂ o CVD oxidados con oxidadas térmicamente) para crear agujeros de contacto o áreas de aislamiento. Además, BOE se usa para eliminar la capa primaria de óxido en la superficie y mejorar la adhesión interfacial antes de la unión de la oblea o la deposición del metal. En la línea de producción de MEMS de 6 y 8 pulgadas, la tabla BOE húmeda es estándar y está dedicada al proceso de corrosión de nitruro de sílice/silicio.