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内容
等离子形成基础
干法刻蚀
各向异性
深反应离子刻蚀(DRIE)
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等离子产生
无外加电压
包含中性原子的气体
加应用电压
自由电子被加速
能量=场·L
原子的弹性碰撞
增加电压和场
能量电子离化或激发气体原子
激发的气体原子回到阳极产生可见的光子(例如,辉光)
阴极(负电压)
阳极(地)
中性气体原子(Ar)
压力:5mtorr
平均自由程:~1cm
间距:15cm
离化气体原子
贡献另一个电子
雪崩碰撞
气体击穿
可维持?
Ar
e-
E
Ar+
e-
e-
causes:
E
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DC等离子体(辉光放电)
雪崩放电
当e-有足够的能量离化气体原子时产生
不是自维持的
必须产生电子以维持放电
能量离子轰击阴极表面产生二次电子
当有足够电子产生时,可维持放电过程
因为电场集中在产生电子的阴极处,因此不需高电压
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辉光放电暗区
阴极暗区
大量能量气体离子移向阴极
在阴极产生的二次电子加速离开阴极
靠近阴极部分暗区中的净电贺数为正
产生大电场(电压跌落很大)
无辉光,原因是e-能量很高,主要离化气体原子很少激发电子
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什么是“干法”刻蚀?
在湿法腐蚀液中,腐蚀反应剂来自与液体中
在干法腐蚀中,腐蚀反应剂来自于气体或气相源
来自于气体的原子或离子是腐蚀暴露出的薄膜的反应物
SF6
F
F
F
F
SiF4
SF5+
CF3+
CF2++
CF4
F
F
Si+
F
Dry
Wet
SiO2
H+
F-
H20
HF
OH-
H2
SiF4
H20
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腐蚀速率
腐蚀剂的产生
若没有腐蚀剂的产生,就没有腐蚀
扩散到表面
腐蚀剂必须到表面才能和膜反应或腐蚀
运动到表面的方式将影响到选择比,过刻,和均匀性
吸附和表面扩散
能产生方向选择(isotropicoranisotropic)
反应
与温度关系密切(Arrheniusrelationship)
明显影响腐蚀速率
脱附
若反应样品不挥发,能停止腐蚀
扩散到气体
由于未反应腐蚀剂的稀释,导致非均匀腐蚀
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气相干法腐蚀
反应气体
表面气体吸收,溶解,以及反应
XeF2腐蚀的特点
选择性非常高
腐蚀速率快
各向同性
XeF2
Adsorb
Xe
F
F
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RF等离子干法刻蚀
RF:频率()
电子在辉光区的震荡需要足够的能量以引起离化
气体离子太重,不能响应高频电场的变化
CF4
F+e-
F+e-
F+e-
F+e-
Anode
Cathode
-Vbias
e-+CF4→CF3++F+2e-
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干法刻蚀工艺的类型
断面特征取决于:
能量
压力(平均自由程)
偏压
方向性
晶向
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