薄膜的圖形化技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 12:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用可使側(cè)壁鈍化的化學(xué)組分 早期使用的等離子體刻蝕系統(tǒng) 早期的刻蝕使用簡單的電感、電容耦合式系統(tǒng)。樣品豎直地浸沒在等離子體中，相似于濕法刻蝕。由于樣品的方位與電極位置缺乏對應(yīng)性，這種刻蝕不具有各向異性的特性 等離子體刻蝕系統(tǒng)的發(fā)展 之后，等離子體刻蝕技術(shù)經(jīng)歷了 高密度等離子體刻蝕可在相對低的壓力下，實(shí)現(xiàn)各向異性刻蝕，并可分別控制離子的能量和密度，優(yōu)化腐蝕速率 ? 低等離子體密度的等離子體刻蝕 （ Plasma Etching） ? 反應(yīng)離子刻蝕 （ Reactive Ion Etching） ? 高密度等離子體刻蝕 (HDP etching) ： 電子回旋共振 （ Electron Cyclotron Resonance, ECR） 感應(yīng)耦合等離子體 （ Inducting Coupled Plasma, ICP） Plasma etching —— 電容耦合式的等離子體刻蝕系統(tǒng) ? 為提高刻蝕的各向異性，可使用如圖的電極形式，但一次只能刻蝕一片樣品 ? 為提高產(chǎn)量，需大幅度地提高刻蝕速度（等離子體密度） 在氣壓較高時，樣品放在陽極上；此時，主要依靠的是等離子體中活性基團(tuán)產(chǎn)生的化學(xué)刻蝕 Plasma etching —— 電容耦合式的等離子體刻蝕系統(tǒng) 在氣壓較低時，樣品放在陰極上；這時，離子在自偏壓下轟擊表面，形成離子輔助刻蝕，即它結(jié)合了兩種刻蝕機(jī)理：等離子體活性基團(tuán)的各向同性的、選擇性刻蝕和高能離子轟擊造成的各向異性的、非選擇性的刻蝕 Reactive ion etching, RIE —— 電容耦合式的等離子體刻蝕系統(tǒng) RIE —— 六角柱形的射頻反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng) 柱形系統(tǒng) : 提高了 RIE方法的效率；離子轟擊陰極表面，形成離子輔助刻蝕 上述射頻等離子體刻蝕系統(tǒng)的缺點(diǎn) ? 樣品浸沒在等離子體中，易受到較強(qiáng)的離子轟擊，使介電薄膜發(fā)生電荷積累損傷，使不耐高溫的材料受到高溫?fù)p傷 ? 氣體壓力較高，氣體分子的散射造成離子運(yùn)動的方向性差，刻蝕的方向性也較差 ? 離子的能量、劑量不能獨(dú)立調(diào)節(jié)，造成刻蝕速率較低 高密度射頻等離子體刻蝕系統(tǒng) ——Inducting Coupled Plasma, ICP 為克服上述缺點(diǎn)，發(fā)展了高密度等離子體刻蝕技術(shù)： 在上游喂入活性氣體，形成高密度等離子體；在下游發(fā)生刻蝕過程，兩者相互分離 高密度微波等離子體刻蝕系統(tǒng) —— Electron Cyclotron Resonance, ECR 使用高密度等離子體刻蝕系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：氣體壓力低（ 1/20倍）,等離子體密度高（ 10倍），離化率高（ 100倍）和刻蝕速度快 RIE與高密度等離子體 （ HDP)刻蝕系統(tǒng)的比較 參量 反應(yīng)離子刻蝕 （ RIE） 高密度等離子體刻蝕 （ HDP） 氣壓 (mTorr) 101000 等離子體密度(1/cm3) 1081010 10101013 離子能量 (eV) 1001000 20300 離化率 106103 104101 ? 物理濺射 ? 化學(xué)刻蝕 ? 離子輔助刻蝕 ? 側(cè)壁鈍化 (side wall passivation)的離子輔助刻蝕 等離子體刻蝕的四種機(jī)制 等離子體刻蝕的五種機(jī)制 ? 物理濺射 ? 化學(xué)刻蝕 ? 離子輔助刻蝕 ? 側(cè)壁鈍化 (side wall passivation)的離子輔助刻蝕 ? 反應(yīng)離子刻蝕 又有人提出了 側(cè)壁鈍化的離子輔助等離子體刻蝕 利用兩種不同的氣體產(chǎn)生等離子體，一種將在側(cè)壁產(chǎn)生高分子的吸附沉積物，而另外一種則產(chǎn)生刻蝕作用。刻蝕過程在兩種氣體之間不斷轉(zhuǎn)換，每個刻蝕周期持續(xù)數(shù)妙的時間 反應(yīng)離子刻蝕 （ RIE)
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