-
Анизотропия и селективность при пхт
Анизотропия - свойство материала травиться различно по разным направлениям.
показатель анизотропии определяется отношением скоростей травления в вертикальном и горизонтальном направлениях относительно поверхности материала:
где A - показатель анизотропии; d и vd - глубина и скорость травления перпендикулярно плоскости поверхности; x и vx - величина бокового подтравливания под маску и скорость травления параллельно плоскости поверхности.
Селективность - Sмп (или избирательность) травления определяется как отношение скоростей травления различных материалов, например маски и подложки, в одном составе плазмы :
где vм и vп - соответственно скорости травления маски и подложки
-
Факторы, влияющие на скорость пхт
На скорость травления в разряде галогеносодержащих газов существенное влияние оказывают факторы, зависящие от технологических параметров процесса и конструктивных особенностей оборудования:
-состав реакционных газов;
-давление в реакционной камере;
-величина подводимой мощности;
-температура обрабатываемой поверхности;
-площадь обрабатываемых пластин и другие факторы, зависящие от технологических параметров процесса и конструктивных особенностей оборудования.
Реакционные газы: CH4, CFCL3, CF2CL2, CHFCL2
-
Понятие о рит (реактивно-ионное травление)
Ионно-химическое травление или реактивное ионное травление является как бы суммарным взаимодействием ПХТ и ионного термического травления. Поверхностные слои материала удаляются как под действием распыления, так и при химическом взаимодействии с ХАЧ. В этом случае трудно выделить вклад физического или химического механизмов травления. Можно принять условно, что при энергии ионов E < 100 эВ будут преобладать ПХТ, тогда как с ростом E > 100 эВ возможно преобладание РИТ.
При РИТ поверхностные слои материалов могут удалиться. РИТ осуществляется в диодных ВЧ-системах с плоскопараллельными электродами. Наличие магнитного поля на катоде способствует резкому повышению скорости РИТ и снижению напряжения на катоде. Основные преимущества: хороший контроль критических размеров элементов в ИС, большие скорости травления, высокая анизотропия, улучшенные профили травления. При РИТ обрабатываемый материал располагается на электроде и находится в контакте с плазмой, подвергаясь не только воздействию ХАЧ, но и бомбардировке молекулярными и атомными ионами. Физические и химические процессы при РИТ раскладываются не аддитивно. Основной механизм: распыление за счёт упругих столкновений.
-
Механизм образования естественного окисла на поверхности кремния
Окисел кремния образуется уже при комнатной температуре в результате адсорбции кислорода на поверхности кремния, например, сразу после травления полупроводника. Адсорбированный монослой кислорода взаимодействует с кремнием с образованием окисла и выделением значительного количества тепла:
Si + O2 = SiO2 + 840 кДж/моль.
При этом адсорбированные атомы кислорода в силу их высокой электроотрицательности захватывают электроны из кремния и заряжаются отрицательно, а атомы кремния - положительно. После образования монослоя окисла кремния при дальнейшей адсорбции кислорода электроны из подложки кремния туннелируют через образовавшуюся диэлектрическую пленку, в результате чего возникает двойной электрический слой (отрицательно заряженные атомы кислорода на поверхности окисла и положительно заряженные атомы кремния на поверхности кремния). Так как диэлектрик очень тонкий, между ними создается электрическое поле, напряженность которого достигает 107 В/см, что достаточно для отрыва атома кремния от решетки. Ионы кремния дрейфуют через окисел к его поверхности, где вступают в реакцию с кислородом, так что образуется очередной слой окисла. Вновь адсорбируется кислород на поверхности окисла, заряжается отрицательно за счет туннелирования электронов из подложки, опять возникает двойной электрический слой и электрическое поле, вырывающее ионы кремния и вытягивающее их через окисел. Этот процесс продолжается до толщин окисла порядка 10 нм.