反应离子刻蚀（英文名：Reactive Ion Etching），是在中等能量和压力（10-3~10-1Torr）下，结合等离子刻蚀和离子铣削特性的一种干法刻蚀方法，是半导体制造中最常用的干法刻蚀方法。刻蚀气体形成的等离子体在偏置电场作用下向基片轰击，形成物理刻蚀。同时，反应气体的等离子体基团具有很高的化学活性，能够与基片表面进行化学反应，形成化学刻蚀。

反应离子刻蚀是一种在物理刻蚀和化学刻蚀共同作用下的刻蚀方法，刻蚀效率高，且各向异性好。

为得到高速而垂直的蚀刻面，经加速的多数离子不能与其他气体分子等碰撞，而直接向试样撞击。为达到此目的，必须对真空度，气体流量，离子加速电压等进行最佳调整，同时，为得到高密度的等离子体，需用磁控管施加磁场，以提高加工能力。

蚀刻的垂直度和条痕很大程度上受到蚀刻掩模的选择比及其掩模图样形状的影响。有了高选择比且优异图样形状的掩模就能保证蚀刻面的性质。但很多时候，两者很难兼得。对石英系列波导，通常用四氟化碳，C3F8等CF系列的气体来蚀刻，这些气体与Cr的选择比是数千，比非晶硅高一个数量级，然而Cr本身很难形成无条痕的掩模，亦即它的图样形状不好，因此，高选择比反而会把其掩模的条痕反应到刻蚀面上，带来刻蚀面粗糙度的劣化。虽然非晶硅形成层必须比Cr掩模厚，但由于容易得到良好形状，因此仍使用该掩模得到粗糙度为20nm的良好刻蚀面。

电荷交换的平均自由程与气体分子密度成反比关系，因此密度过高，平均自由程太小（和离子层相近或相等），会使得离子之间碰撞的几率变大，离子垂直碰撞试样的几率也就变小，不利于蚀刻形成垂直壁，因此气体分子密度不能过大。

为实现高速且高深宽比的刻蚀，需要产生高密度的等离子体；而离子层内的离子，也要尽量不碰撞其他气体分子而直接撞击试样。前者需要产生的电子在真空室内与其他气体分子反复碰撞；后者，需要尽量增大离子层内的平均自由程，即要求离子层内有低的气体分子密度。要使得离子层内离子充分发挥离子性能，就需要满足：

1、必须有反应生成物容易挥发的高真空，即低压；或者，生成在低真空中也容易挥发的反应生成物，这样，便有离子层内低的气体分子密度，形成大的平均自由程；

2、大的离子体密度；

3、反应气体与掩模的蚀刻选择比高；

干法刻蚀中，所用气体，与衬底构成化学元素反应，生成挥发性气体。它的大致标准即为反应生成物的蒸气压和沸点。如三族氟化物有高沸点，及低的蒸气压，从试样表面就不易挥发，因此，不适用做反应刻蚀的气体。

为实现高真空，真空泵用一般的涡轮分子泵，就不胜任了。需要能达到更高真空的低温泵和溅射离子泵相结合来抽真空。

而为产生高密度离子，可以施加磁场，用洛伦兹力使电子沿着摆线轨迹与气体分子更剧烈的碰撞。也有报道从外部将加速的大电流电子束打入等离子室，产生高密度的电子束来激励等离子体的（EBEP，electron beam excitedplasma）。

反应离子刻蚀机的整个真空壁接地,作为阳极,阴极是功率电极,阴极侧面的接地屏蔽罩可防止功率电极受到溅射。要腐蚀的基片放在功率电极上。腐蚀气体按照一定的工作压力和搭配比例充满整个反应室。对反应腔中的腐蚀气体,加上大于气体击穿临界值的高频电场,在强电场作用下,被高频电场加速的杂散电子与气体分子或原子进行随机碰撞,当电子能量大到一定程度时,随机碰撞变为非弹性碰撞,产生二次电子发射,它们又进一步与气体分子碰撞,不断激发或电离气体分子。这种激烈碰撞引起电离和复合。当电子的产生和消失过程达到平衡时,放电能继续不断地维持下去。由非弹性碰撞产生的离子、电子及及自由基(游离态的原子、分子或原子团)也称为等离子体,具有很强的化学活性,可与被刻蚀样品表面的原子起化学反应,形成挥发性物质,达到腐蚀样品表层的目的。同时,由于阴极附近的电场方向垂直于阴极表面,高能离子在一定的工作压力下,垂直地射向样品表面,进行物理轰击,使得反应离子刻蚀具有很好的各向异性

存在其他类型的RIE系统，包括电感耦合等离子体（ICP）RIE。在这种类型的系统中，利用RF供电的磁场产生等离子体。虽然蚀刻轮廓倾向于更加各向同性，但可以实现非常高的等离子体密度。典型的RIE系统包括圆柱形真空室，晶片盘位于室的底部。晶片盘与腔室的其余部分电隔离。气体通过腔室顶部的小入口进入，并通过底部离开真空泵系统。所用气体的类型和数量取决于蚀刻工艺;例如，六氟化硫通常用于蚀刻硅。通过调节气体流速和/或调节排气孔，气体压力通常保持在几毫托和几百毫托之间的范围内。平行板和电感耦合等离子体RIE的组合是可能的。在该系统中，ICP被用作高密度离子源，其增加了蚀刻速率，而单独的RF偏压被施加到衬底（硅晶片）以在衬底附近产生定向电场以实现更多的各向异性蚀刻轮廓。

通过向晶片盘片施加强RF电磁场，在系统中启动等离子体。该场通常设定为13.56兆赫兹的频率，施加在几百瓦特。振荡电场通过剥离电子来电离气体分子，从而产生等离子体。在场的每个循环中，电子在室中上下电加速，有时撞击室的上壁和晶片盘。同时，响应于RF电场，更大质量的离子移动相对较少。当电子被吸收到腔室壁中时，它们被简单地送到地面并且不会改变系统的电子状态。然而，沉积在晶片盘片上的电子由于其DC隔离而导致盘片积聚电荷。这种电荷积聚在盘片上产生大的负电压，通常约为几百伏。由于与自由电子相比较高的正离子浓度，等离子体本身产生略微正电荷。由于大的电压差，正离子倾向于朝向晶片盘漂移，在晶片盘中它们与待蚀刻的样品碰撞。离子与样品表面上的材料发生化学反应，但也可以通过转移一些动能来敲除（溅射）某些材料。由于反应离子的大部分垂直传递，反应离子蚀刻可以产生非常各向异性的蚀刻轮廓，这与湿化学蚀刻的典型各向同性轮廓形成对比。RIE系统中的蚀刻条件很大程度上取决于许多工艺参数，例如压力，气体流量和RF功率。 RIE的改进版本是深反应离子蚀刻，用于挖掘深部特征。

早期的干法腐蚀为溅射腐蚀和离子铣蚀，利用放电时产生的高能惰性离子(如Ar+离子)对材料进行物理轰击，实现对材料的腐蚀，因此选择性差。反应离子腐蚀(Reactive Ion Etching, 简称RIE)中反应气体(如四氟化碳)在RF或直流电场中被激发分解，产生活性粒子(如游离的F原子)，活性粒子与被腐蚀材料反应，生成挥发性物质，再用抽气泵将挥发性物质排除反应腔室。RIE常用的反应气体有六氟化硫、CHF3、四氯化碳等。MEMS应变式结冰传感器腐蚀氮化硅和氧化硅，开湿法腐蚀的窗口，所用反应气体为SF6，发生的反应如下。

分解反应：电离反应：吸附反应：

SF6对硅的腐蚀主要是由SF6分解产生的游离F基引起的。

(x=0~3)

腐蚀硅产生的挥发性物质挥发将硅带走，其中其主要作用的是SiF4。的等离子体硅腐蚀反应自发进行，不需要离子轰击。因此自由氟基产生高的腐蚀速率，但由于是自发腐蚀，腐蚀外形近似各向同性(侧面腐蚀速率几乎与垂直速率相等)。

RIE助听器：

以前助听器除了耳背机和定制机之外，还有一种综合了耳背机与定制机两者优点的新型助听器-RIE（受话器外置式），它有耳背式的舒适性，又象定制机一样隐形美观。各大助听器厂商都推出类似的产品。