Крыягеннае травленне дазваляе больш дакладна і кантралявана апрацоўваць матэрыялы

Паколькі перадавая вытворчасць працягвае імкнуцца да больш высокай дакладнасці, больш жорсткага кантролю працэсаў і больш шырокай сумяшчальнасці матэрыялаў, тэхналогіі травлення адпаведна развіваюцца. Крыягеннае травленне, дзякуючы дакладнаму кантролю тэмпературы камеры і падложкі, забяспечвае стабільную і паўтаральную апрацоўку нават у нанаметровым маштабе. Яно стала крытычна важным працэсам у вытворчасці паўправаднікоў, фатонных прылад, вытворчасці мікраэлектрамеханізмаў і навукова-даследчых платформах.

Што такое крыягеннае травленне?
Крыягеннае травленне — гэта працэс травлення на аснове плазмы, які выконваецца пры звышнізкіх тэмпературах, звычайна ў дыяпазоне ад –80 °C да –150 °C або ніжэй. Падчас працэсу падкладка падтрымліваецца пры стабільнай глыбокакрыягеннай тэмпературы, што дазваляе пабочным прадуктам рэакцыі ўтвараць кантраляваны пасівацыйны пласт на паверхні матэрыялу. Гэты механізм значна паляпшае дакладнасць травлення і кіравальнасць працэсу.

Ключавыя механізмы ўключаюць:
* Падаўленае бакавое травленне: палепшаная пасівацыя бакавых сценак стварае больш прамыя і вертыкальныя профілі.
* Паляпшэнне аднастайнасці рэакцыі: больш нізкія тэмпературы памяншаюць ваганні хуткасці рэакцыі, паляпшаючы структурную стабільнасць.
* Выдатная якасць паверхні: Зніжаная шурпатасць паверхні дазваляе выкарыстоўваць высокапрадукцыйныя аптычныя і адчувальныя электронныя прылады.

Асноўныя перавагі крыягеннага травлення
1. Магчымасць высокага суадносін бакоў
Крыягеннае травленне дазваляе дасягнуць надзвычай высокіх суадносін бакоў з вертыкальнымі бакавымі сценкамі, што робіць яго ідэальным для глыбокага травлення крэмнію, мікраканалаў і складаных структур MEMS.

2. Выдатная паслядоўнасць і паўтаральнасць працэсу
Глыбокі крыягенны кантроль тэмпературы стабілізуе хуткасць травлення, падтрымліваючы вытворчыя ўмовы, якія патрабуюць строгай паслядоўнасці ад партыі да партыі.

3. Шырокая сумяшчальнасць матэрыялаў
Крыягеннае травленне падыходзіць для шырокага спектру матэрыялаў, у тым ліку:
* Крэмній
* Аксіды
* Нітрыды
* Выбраныя палімеры
* Фатонныя матэрыялы, такія як ніабат ​​літыя (LiNbO₃)

4. Зніжэнне пашкоджанняў паверхні
Ніжэйшая іённая бамбардзіроўка мінімізуе ўтварэнне дэфектаў, што робіць працэс добра прыдатным для аптычных кампанентаў, інфрачырвоных дэтэктараў і высокаадчувальных мікраструктур.

Асноўныя кампаненты крыягеннай сістэмы травлення
Тыповая сістэма крыягеннага травлення складаецца з:
* Крыягенная камера і астуджаная электродная платформа для стабільнай працы пры звышнізкіх тэмпературах
* Крыніца плазмы (RF / ICP) для генерацыі рэактыўных часціц высокай шчыльнасці
* Сістэма кантролю тэмпературы (ахаладжальнае абсталяванне) для падтрымання стабільнага працоўнага акна
* Сістэма падачы газу, якая падтрымлівае такія газы, як SF₆ і O₂
* Сістэма кіравання з замкнёным контурам, якая каардынуе тэмпературу, ціск, магутнасць і расход газу
Сярод іх эфектыўнасць кантролю тэмпературы з'яўляецца ключавым фактарам, які вызначае доўгатэрміновую стабільнасць і паўтаральнасць працэсу.

Тэрмічная каардынацыя ў мікра- і нанавытворчасці
У практычных мікра- і нанавытворчасцях сістэмы крыягеннага травлення часта выкарыстоўваюцца разам з сістэмамі лазернай мікраапрацоўкі. Тыповыя сферы прымянення ўключаюць фарміраванне шкляных пераходных адтулін, выраб фатонных прылад і маркіроўку пласцін.

Хоць іх цеплавыя мэты адрозніваюцца:
* Крыягеннае травленне патрабуе падтрымання пласціны пры глыбокіх крыягенных тэмпературах
* Лазерныя сістэмы патрабуюць падтрымання лазернай крыніцы ў вузкім, блізкім да пакаёвай тэмпературным дыяпазоне.
Абодва працэсы патрабуюць выключнай стабільнасці тэмпературы.
Для забеспячэння стабільнай выходнай магутнасці лазера, якасці прамяня і доўгатэрміновай стабільнасці апрацоўкі звычайна выкарыстоўваюцца высокадакладныя лазерныя ахаладжальнікі вады. У звышхуткіх лазерных прымяненнях часта патрабуецца дакладнасць кантролю тэмпературы ±0,1 °C або лепш (напрыклад, ±0,08 °C).

У рэальных прамысловых і даследчых умовах чылеры з пастаяннай тэмпературай, такія як ультрахуткі лазерны чылер TEYU CWUP-20 PRO, са стабільнасцю тэмпературы ±0,08 °C, забяспечваюць надзейны цеплавы кантроль падчас працяглай працы. Разам з крыягеннымі сістэмамі травлення гэтыя дакладныя чылеры ўтвараюць поўную і скаардынаваную сістэму цеплавога кіравання для мікра- і нанамаштабнай вытворчасці.

Тыповыя прымянення
* Крыягеннае травленне шырока ўжываецца ў:
* Глыбокае рэактыўнае іённае травленне (DRIE)
* Выраб фатоннай структуры чыпа
* Вытворчасць прылад MEMS
* Апрацоўка мікрафлюідных каналаў
* Дакладныя аптычныя структуры
* Нанавытворчасць на даследчых платформах
Усе гэтыя прымянення патрабуюць строгага кантролю вертыкальнасці бакавых сценак, гладкасці паверхні і паслядоўнасці працэсу.

Выснова
Крыягеннае травленне — гэта не проста зніжэнне тэмпературы. Гаворка ідзе пра дасягненне стабільных, глыбока кантраляваных тэрмічных умоў, якія забяспечваюць узровень дакладнасці і паслядоўнасці, які выходзіць за межы традыцыйных працэсаў травлення. Па меры таго, як паўправадніковыя, фатонні і нанавытворчасць тэхналогіі працягваюць развівацца, крыягеннае травленне становіцца неад'емным асноўным працэсам, а надзейныя сістэмы кантролю тэмпературы застаюцца асновай, якая дазваляе яму працаваць на поўную моц.