二氟化氙在微机电系统芯片上的独特优势和特点

氟化氙（XeF2）可用于Si、Mo和Ge的各向同性蚀刻，是蚀刻牺牲层来“释放”MEMS（MEMS是微机电系统的缩写，中文名为Micro Electro-Mechanical System。MEMS芯片，简而言之，利用半导体技术在硅片上制造电子机械系统，或者更形象地说，创造微米级和纳米级的机械系统，可以将外部物理和化学信号转换为电信号。）设备中移动组件的理想解决方案。与湿法和SF等离子体蚀刻选项相比，它提供了许多独特的优势和特点。
由于XeF2是干气相蚀刻，因此在通过小孔或狭窄空间进行蚀刻时不存在与表面张力或气泡有关的问题。XeF2已经被用于蚀刻直径小至25nm的通孔。类似地，XeF2避免了通常与湿法蚀刻工艺相关的粘附问题，湿法蚀刻工艺在释放/干燥后可能导致永久性单元损坏。
随着MEMS变得越来越复杂，它们包含由不同或非标准材料制成的组件。没有其他各向同性蚀刻对这么多材料具有选择性。设备可以使用二氧化硅、氮化硅、聚合物以及大多数金属和电介质产品的任何组合来制造。
由于其选择性和优异的覆盖率，XeF2可用于制作非常长的底切，蚀刻停止层、掩模或单位层几乎没有退化。例如，二氧化硅是一种非常流行的掩模材料，其硅：氧化物选择性>1000:1。二氧化硅掩模已被用于实现超长缺陷（远远超过100µm），并保护极小或薄的单元（尺寸小于30 nm）。
XeF2对不同材料的高选择性允许设计者容易地添加蚀刻停止或使用现有的掩埋结构作为底部切割的蚀刻停止。由于在蚀刻过程中对停止或释放的设备几乎没有影响，因此可以在不损坏的情况下进行过蚀刻。这意味着，由于设备不间断和过度腐蚀造成的生产损失可以降至零。
低成本的光致抗蚀剂可以用作延长蚀刻的经济有效的掩模，因为XeF2对聚合物的粘附性最小。类似地，XeF2不会腐蚀聚合物钝化层，聚合物钝化层保留在使用深反应离子蚀刻（DRIE）形成的孔或凹槽的侧壁上。此功能可用于在硅片的垂直凹槽或孔的底部创建管或圆孔。
XeF2不会腐蚀大多数通常用于封装或晶片切割的材料。因此，XeF2可以通过将MEMS器件的释放延迟到切割或封装插入和导线绑定之后来增加产量。XeF2已成功用于在切割框架上的切割晶片和封装中的芯片上释放MEMS器件。