二氟化氙在微机电系统芯片上的独特优势和功能

二氟化氙（XeF2）可用于Si、Mo和Ge的各向同性蚀刻，它蚀刻牺牲层以“释放”MEMS（MEMS是微机电系统的缩写，中文名称是微机电系统。简言之，MEMS芯片是使用半导体技术在硅芯片上制造机电系统，同样是制造微米纳米级机械系统，可以将外部物理和化学信号转换为电信号。）设备内移动组件的理想解决方案。与湿等离子体和SF蚀刻选项相比，它提供了许多独特的优势和功能。

由于XeF2是干气相蚀刻，因此在通过小孔或狭窄空间蚀刻时不存在与表面张力或气泡相关的问题。XeF2用于蚀刻直径小至25nm的通孔。类似地，XEF2避免了通常与湿蚀刻工艺相关的粘附问题，湿蚀刻工艺可能在释放/干燥后损坏永久器件。

随着MEMS变得越来越复杂，它们包含由多种或非标准材料制成的部件。对于如此多的材料，没有其他各向同性蚀刻是选择性的。二氧化硅、氮化硅、聚合物以及大多数金属和电介质的任何组合都可以用于制造设备。

由于其选择性和优异的覆盖率，XeF2可用于产生非常长的子切割，蚀刻停止层、掩模或器件层几乎没有退化。例如，二氧化硅是一种非常流行的掩模材料，其Si:Oxide选择性>1000:1。二氧化硅掩模已用于进行非常长的反切割（远大于100μm）并保护非常小或非常薄的设备（尺寸小于30 nm）。

XeF2对不同材料的高选择性使设计师能够轻松地结合蚀刻停止或使用现有的埋置结构作为蚀刻停止来执行反切割。由于在蚀刻停止或释放的设备上几乎没有影响，因此可以在不损坏的情况下进行过蚀刻。这意味着由于未释放和过度蚀刻的设备而导致的性能损失可以减少到零。

低成本光刻胶可用作扩展蚀刻的经济掩模，因为XeF2对聚合物的粘附性最小。类似地，XeF2不攻击保留在通过深度反应离子蚀刻（DRIE）形成的孔或沟槽的侧壁上的聚合物钝化层。该特性可用于在硅晶片的垂直沟槽或孔的底部形成管或圆形腔。

XEF2不会腐蚀大多数常用于包装或切割晶片的材料。因此，XEF2可以通过延迟MEMS器件的输出来提高效率，直到它们在插入和布线过程中被切割或封装。XEF2已成功用于将MEMS器件释放到切割框架上的切割板和封装内的芯片上。