1. Dry Etching + Additive Techniques
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Dry Etching +
Additive Techniques

2. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Dry Etching
* Introduction

3. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים

4. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Compensation for over etch can be achieved by making the photolithography smaller.

5. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
The Physics of DC Plasma
The Paschen curve

6. Sputtering & Ion Beam Milling The Physics of RF Plasma
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Physical Etching:
Sputtering & Ion Beam Milling
The Physics of RF Plasma
Ion Energy (eV)
Reaction
<3
Physical adsorption
4-10
Some Surface Sputtering
Sputtering
10-20K
Implantation

7. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Device damage:
* Alkali (sodium) and heavy metal contamination
* Catastrophic dielectric breakdown
* Current-induced oxide aging
* Particulate contamination
* UV damage
* “Rogue” stripping processes
which simply do not remove
all the residue
* Plasma induced charges, surface damage, ion implantation

8. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Ion-Etching & Ion Beam Milling

9. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Dry Chemical Etching
Primary Process

10. Ion Energy vs Pressure Relationship in a Plasma
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Ion Energy vs Pressure Relationship in a Plasma

11. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Additive Techniques
* Introduction
* Oxidation of Silicon :
Kinetics
The Pyrogenic Method

12. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
The solution was given by the
Deal-Grove model for Oxidation
-1965

13. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
C*=equilibrium oxidant
concentration
in the oxide
h=gas phase mass transport coefficient
Xi=initial oxide thickness
B/A in [m/h]

14. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Silicon dioxide thickness vs. growth time:

15. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Physical Vapor Deposition
Thermal Evaporation
The number of molecules leaving a unit area of evaporant per second is given by:
N0 – A slowly varying function of the temperature T
e – Activation Energy [eV]
The arrival rate A, at a distance d from a small evaporation source follows the cosine law of deposition:

16. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Geometric Considerations in evaporation:
A) Geometric consideration of arrival rate A at an arbitrary surface element in an evaporation experiment.
B) Nonuniform thickness of deposits over varying topography with =0° (top) and 0° .

17. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Sputtering S=No. of atoms removed per incident ion.
Typical sputter yield characteristic:
Element
Symbol
Sputter Yield
Aluminum Al
1.05
Chrome Cr
1.18
Gold Au
2.4
Nickel Ni
1.33
Platinum Pt
1.4
Titanium Ti
0.51
The amount of material, W, sputtered from the cathode is inversely proportional to the gas pressure, PT, and the anode-cathode distance, d:

18. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Laser Sputter Deposition
Ion Plating

19. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Chemical Vapor Deposition
Reaction Mechanism
Schematic of transport and reaction processes underlying
CVD

20. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
The flux of depositing material is given by:
D – Diffusivity of the gas
dc/d – concentration gradient across the boundary layer
The Boundary Layer Model:

21. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Surface reactions can be modeled by a thermally activated phenomenon proceeding at a rate, R, given by:
Step Coverage
R0- the frequency factor
Ea- the activation energy [eV]

22. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Epitaxy
Atmospheric Pressure CVD (APCVD)
Liquid Phase Epitaxy
Low Pressure CVD (LPCVD)

23. ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
ד"ר דן סתר תכן וייצור התקנים מיקרו מכניים
Electrochemical Deposition
Metal Displacement and Electroless Deposition
Electrolytic Cell