反应离子刻蚀.ppt

关于反应离子刻蚀现在学习的是第1页，共17页刻 蚀 方 法 简 介RIE 刻 蚀 原 理RIE 刻 蚀 术 语RIE 刻蚀的工艺优化RIE 刻 蚀 机RIE刻蚀不足与损伤现在学习的是第2页，共17页现在学习的是第3页，共17页现在学习的是第4页，共17页 什么是反应离子刻蚀？是一种微电子干法腐蚀工艺。当在平板电极之间施加高频电压时会产生数百微米厚的离子层，在其中放入试样，离子高速撞击试样而完成化学反应刻蚀。 现在学习的是第5页，共17页现在学习的是第6页，共17页 A.离子轰击离子轰击将被刻蚀材料表面的将被刻蚀材料表面的原子键破坏原子键破坏使化学反应增强。使化学反应增强。B.再将淀积于被刻蚀表面的再将淀积于被刻蚀表面的产物或聚合物打掉产物或聚合物打掉现在学习的是第7页，共17页在RIE设备中，使用非对称腔体。为了保持电流连续性，小电极处应有更高的电场(更高的RF电流密度）。自由基反应自由基反应刻蚀，刻蚀，高能离子轰击高能离子轰击各向异性各向异性刻蚀刻蚀现在学习的是第8页，共17页光刻光刻抑制剂沉积或形成抑制剂沉积或形成刻蚀刻蚀抑制剂沉积或形成抑制剂沉积或形成刻蚀刻蚀反复进行最终最终形状形状刻蚀过程示意图反复进行为了获得高度的各项异性，为了获得高度的各项异性，通常利用侧壁钝化技术，即在刻蚀露出的侧壁上形通常利用侧壁钝化技术，即在刻蚀露出的侧壁上形成聚合物或二氧化硅保护膜，使侧壁不受刻蚀成聚合物或二氧化硅保护膜，使侧壁不受刻蚀现在学习的是第9页，共17页RIE 刻刻 蚀蚀 术术 语语刻蚀速率刻蚀速率选择比选择比刻蚀均匀性刻蚀均匀性刻蚀剖面刻蚀剖面现在学习的是第10页，共17页RIE工艺参数的优化 刻蚀工艺参数：刻蚀工艺参数：射频功率、腔体压强、气体流量等射频功率、腔体压强、气体流量等1.若物理作用物理作用占主导则刻蚀损伤损伤较大；2.若化学作用化学作用占主导则刻蚀速度较慢速度较慢，各项同性同性，表面粗糙粗糙。因此，选择因此，选择的组合可以的组合可以 在保证表面光滑在保证表面光滑和一定的速率和方向性。和一定的速率和方向性。现在学习的是第11页，共17页条件 结果待处理材料通入气体刻蚀速率(nm/min)SiO2CHF3、O245.66GaAsBCl3400AlAsBCl3350DBRBCl3340Pt电极SF6、O212.4Si3N4CHF3、CF4、O240SiSF6、C4F8300现在学习的是第12页，共17页 。RIE的不足的不足 射频等离子体的射频等离子体的离化率较低离化率较低. 等离子体密度等离子体密度，但同时离子轰击的能量但同时离子轰击的能量 ， 深宽比深宽比；气压；气压 离子的自离子的自由程由程 刻蚀的垂直度刻蚀的垂直度，但，但。现在学习的是第13页，共17页在含碳的RIE刻蚀后，顶部30埃由于大量的Si-C键缺陷引起大量损伤，严重损伤可达300埃深。现在学习的是第14页，共17页三级式反应离子刻蚀机解决RIE离子能量随等离子体密度增加使得刻蚀效率变差的问题。它有三个电极可以将等离子体的产生与离子的加速分开控制。现在学习的是第15页，共17页磁场强化活性离子刻蚀机（MERIE）在传统RIE的基础上加上永久性的磁铁或线圈，产生与晶片平行、与电场垂直的磁场现在学习的是第16页，共17页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第17页，共17页