五氟化碘因为自身独特的强氟化性、热稳定性和选择性反应能力,已成为现代半导体制造中不可或缺的关键材料,在整个五氟化碘的市场中占据了一半以上,主要在高精度蚀刻工艺和元器件表面清洁方面应用居多。

一、在蚀刻工艺中的应用
五氟化碘对于现在不少芯片还有一些III-V族化合物半导体起到了非常关键的作用,可以用于栅极、源漏区的精细图案化,支持7nm及以下先进制程的逻辑芯片制造;还适用于高深宽比结构(如3DNAND)垂直沟槽蚀刻的村塾芯片,同样对于硅基碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料也可进行蚀刻;
对于砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)等III-V族的化学物半导体效果也非常出色,具有高选择性,可精确控制蚀刻深度和侧壁角度,缺陷更少,电能性能更优,特别适合光电器件(如VCSEL、光电探测器)的制造,可保留材料光学特性。
当然不止这几方面,在一些硅氧化物和氮化物、金属硅化物、化合物半导体合金等也可以起到非常不错的蚀刻效果。
二、在表面清洁与处理中的应用
除了强大的时刻能力,在晶圆和元器件的表面清洁与处理中的应用也比较广泛,比如说五氟化碘可以清除晶圆表面有机残留物(如光刻胶、显影液)和无机杂质(如金属离子),在沉积新薄膜前,创造清洁、活性表面,提高薄膜附着力;
在电子元件的表面清洁中,五氟化碘能够清除PCB和IC封装时焊接后残留的助焊剂(和金属杂质,提高电气可靠性;还能用于MEMS器件释放后的表面清洁,防止粘连,确保活动部件自由度;而一些先进的封装,如扇出型封装(FOWLP)、2.5D/3D封装,也可以对TSV(硅通孔)和RDL(再分布层)表面进行清洁

三、与其他蚀刻剂的性能对比
不仅仅是五氟化碘,还有不少其他蚀刻剂,比如SF6(常用硅蚀刻剂)、CF4(传统氟基蚀刻剂)、Cl2(III-V族蚀刻剂)等;与这些产品相比,五氟化碘无论实在蚀刻选择性上还是各向异性,都比其它几种针对的材料范围更广,效果更出色;
但是蚀刻速率相对慢一些,不过整体完成的质量是有保证的,再加上出色的热稳定性,在常温~200℃都能工作,相比下来五氟化碘是唯一能同时满足多种半导体材料高精度蚀刻的氟化物,尤其适合先进制程中对材料选择性和表面质量要求极高的工艺。
现在五氟化碘在半导体制造中已成为不可或缺的材料,它是实现纳米级图案转移的关键、亦是确保器件性能和长期稳定性的最优材料;而随着半导体工艺向更小尺寸、更高集成度的方向发展,以及第三代半导体材料的应用扩展,五氟化碘将会是推动半导体产业创新的重要基础材料之一。
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