InGaAs、InP、GaAs、Si、Ge等材料的离子束刻蚀

我们研究了使用CF_4和C_2F_6等气体的反应离子束刻蚀半导体和绝缘材料,并与Ar离子铣的刻蚀速率进行了比较。在联邦科学公司制造的刻蚀系统中用考夫曼型(Kaufman-type)离子源产生离子束。当用Ar离子束刻蚀象InGaAs、InP、GaAs、Si和Ge那样的半导体时,这些材料的刻蚀速率随束流密度的增加而线性地增加。当使用CF_4或C_2F_6离子束时看到了相当不同的情况;在大束流密度下,刻蚀速率偏离了与束流密度呈线性的关系。对于以上所有材料,使用Ar的刻蚀迷率高于使用CF_4或C_2F_6的刻蚀造率。然而,对于SiO_2、BaO、LiNbO_3等基片,C_2F_6和CF_4都能给出比Ar好的线性和更高的刻蚀速率。有一些迹象表明,在大束流时,CF_4和C_2F_6造成表面碳积累。在SiO_2、BaO、LiNbO_2和其他氧化物上碳的累织很少,因为晶格中的氧将与碳以CO、CO_2、或COF_2的形式形成挥发物,所以能看到较好的线性关系。我们报导了可以用调节轴向磁场和调节输入的氧气这两种方法来调节Ⅲ-Ⅴ族化合物与束流密度的关系。我们也报导了采用C_2F_6、CF_4、Ar/O_2和Ar等气体时,在光刻胶与半导体材料之间的差异刻蚀速率。指出了用C_2F_6气体时差异刻蚀速率最好。     

红外激光引发CF_3CF=CF_2+O_2和CF_3CF=CF_2+C_2F_4+O_2反应

本文报道了在TEA CO_2激光P(28)线<00°1-02°0>照射时,红外激光引发CF_3CF=CF_3+O_2反应和CF_3CF=CF_2+C_2F_4+O_2反应。在反应中,得到的主要产物是CF_2O。根据反应产物可以推论在激光引发这二个体系反应过程中,存在着CF_2(~3B_1)卡宾,由于CF_2(~3B_1)卡宾和O_2反应生成CF_2O。当反应体系中存在C_2F_4时,由于C_2F_4参与CF_2O_2+C_2F_4→     

CF_2Cl_2的激光裂解研究

本工作是用连续波CO_2激光对CF_2Cl_2进行辐照,考察了不同气体压力,不同激光功率时的光解产物,并与热裂解相比较。实验结果发现激光裂解的最终产物与热裂解没有明显的差别,这表明连续CO_2激光辐照CF_2Cl_2的净效应与简单加热效应相似。实验的主要结果是:①CF_2Cl_2激光裂解的主要产物是C_3F_4Cl_2、CF_3Cl和Cl_2②气体压力在30～300托范围内,光解产物中C_2F_4Cl_2含量多;300托～常压范围内,CF_3Cl含量多,且随着压力升高,主要产物由C_2F_4Cl_2向CF_3Cl转化。③用不同功率密度(1000～2000W/cm~2)的激光辐照时,发现CF_2Cl_2的分解分数f与所吸收的能量E为一线性关系。且气体压力高时,引发反应的阈值功率密度低。④气体压力在30～300托范围内,都可找到相适应的激光功率密     

CF_2Cl_2加氧体系的激光化学反应

用10.6μTEA CO_2脉冲红外激光辐照9～760托含O_21.3～9.9%的CF_2Cl_2混合气体。通过对比辐照前、后的红外及质谱分析结果,查明生成了CF_3Cl,CO,CO_2,CF_2O,CFClO,C_2F_4Cl_2。在我们的较高气压(总压300托)的试验中,C_2F_4Cl-2>CF_3Cl。本实验的含氧产物中除CF_2O,CFClO 外,还有CO和CO_2,这是文献的试验所没有的,与紫外光子在大气中时CF_2Cl_2的光解产物相似,而后者又无CF_3Cl和C-2F_4Cl_2生成。通过对反应产物的分析我们认为在含氧1.3%的 F_(12)体系中用10.6μ激光辐照时,反应的初元过程与纯 F_(12)被激光作用时一样,依然是:     

硅和二氧化硅的等离子腐蚀

纯净的HF腐蚀硅和二氧化硅的速率大体上分别是900埃/分和120埃/分。纯净的CF_4腐蚀硅和二氧化硅的速率大体上分别是320埃/分和90埃/分,而C_2F_6的腐蚀速率大体上分别是390埃和385埃/分。辉光放电使HF分解量达5％、CF_4分解量达13％、而C_2F_6分解量可达51％。将CF_4跟HF混合后看不出它们之间有协合作用。CF_4跟HF的比为1:1的混合气体发生辉光放电时其分解量分别为17％和4％。CF_4和HF间的相互作用看来很微弱,其证据是反应生成物CHF_3的量很少。将HF加进C_2F_6中之后,C_2F_6等离子体对硅和二氧化硅的腐蚀速率都有所下降。将C_2F_6跟HF的比为1:4的混合气体进行辉光放电,C_2F_6和HF的分解百分比分别为54％和30％,并且生成CHF_3和CF_4。     

SiO_2等离子腐蚀及其机理

一、引言 关于等离子腐蚀SiO_2,首先由A.H.Heinecke在1975年提出报告,他采用C_3F_8为腐蚀气体,在平面型等离子刻蚀器内,第一次使SiO_2与Si腐蚀速率比出现了逆转,其比值为5。等离子腐蚀具有分辨率高、选择性好、操作方便、节省化学试剂、安全等优点,所以作为一项新工艺越来越受到人们的重视。但是刻蚀SiO_2时,由于迂到腐蚀速率太慢,SiO_2/Si速率比《1的问题,而一直无法应用。所以A.H.Heinecke的研究便成为等离子腐蚀SiO_2工艺的开端。此后,这方面的研究大量开展,工艺也日趋完善。     

反应离子束刻蚀及其应用

本文对反应离子束刻蚀及掩模转换技术作了研究,结果表明反应气体O_2或CF_4压力变化对 Au、Cr、Si、SiO_2、Al等各种材料的刻蚀率影响是不同的,金和铬的刻蚀率之比可达16,金和铝的刻蚀率之比可达8.8.因此,反应离子束刻蚀和掩模转换技术已用来制造高深宽比的、精细的x射线金掩模图形.     

LiNbO_3的反应离子刻蚀

介绍了在含有CCl_2F_2,CF_4,O_2和Ar的混合气体中的LiNbO_3反应离子刻蚀。讨论了总压强为1—10微米时强气体组分和压强的影响。它有可能在控制刻蚀剖面的情况下复制精细图案(～2000埃),所以可望用来制作电光和声光器件中LiNbO_3上的三维图案。     

横向脉冲化学激光器:大气压下操作的HF激光器

在C_3H_8-He-SF_6混合物中,通过多重横向火花放电产生振动-转动跃迁的HF,在大气压下获得化学激光运转。用C_4F_8、C_2F_6或CF_4代替SF_6,用H_2、CH_4、C_2H_6或C_4H_(10)代替C_3H_8也获得了激光作用,在低压下获得的最大脉冲峰值功率超过0.5兆瓦。在大气压下,其峰值功率是30千瓦数量级。在某些情况下,压力达到1大气压,激光是超辐射。研究了HF的v=3,2,1的振动能级的P-支跃迁。泵浦反应是F RH=HF~ R。     

硅化钨polycide的反应离子刻蚀

本文简单介绍反应离子刻蚀的基本原理和激光干涉在线监控刻蚀的原理,比较了两种不同的反应气体(CF_4、SF_6)系统中polycide膜的刻蚀速率和多晶硅与二氧化硅的刻蚀速率比,实验表明SF_6气体有较大的刻蚀速率和较高的选择性,是刻蚀polycide合适的反应气体.     

可见光化学激光研究Ⅰ.电子跃迁氟化碘化学激光探索

研究了三种可以获得电子激发态IF的超音速流动反应体系:(F+F_2+IF)、NH_3体系,(F+F_2)、(NH_3+CF_3I)体系及(F+F_2)、NH_3、RI体系.记录到了IF B→X荧光光谱.提出了上述三种反应体系产生IF(B)的机制.讨论了研制IF化学激光器的前景.     

光谱学在等离子体刻蚀研究中的应用

研究了摄谱系统在CF_3H等离子体工艺研究中的应用。SiO_2的CF_3H等离子体刻蚀速率与等离子体中被测组分的谱线发射强度有关。用CF_3H等离子体刻蚀SiO_2时,HF是一个理想的组分。这种摄谱系统具有控制等离子体刻蚀和沉积两种工艺的潜力,最终能使这些工艺自功化。     

CF_2Cl_2+H_2体系的激光化学反应

用TEA CO_2脉冲激光器研究了CF_2Cl~2+H~2体系在不同压力、不同比例、用不同材质与不同规格的反应池、不同激光功率密度及不同照射次数等条件下的激光化学反应。其结果:①得到的主要产物为C_2F_4和HCl,尚有少量块烃和氟块,与热管反应产物(CF_2H)_2不同;②反应速率在低 H_2压时随 H_2压的增加而增加,高H_2压时则相反,当H_2压相同时,反应速率随CF_2Cl_2分压的增加而增加,认为该反应是因多次光子吸收而活化的CF_2Cl_2分子与 H_2碰撞的结果;③观察到了反应所伴随的绿色——桔黄色可见辐射,其强度随气体压力的变化规律,与反应速率随气体压力的变化规律相同;④对照激光照射前后的红外吸收光谱,可以看到有同位素效应。在同样条件下,波数为880cm~(-1)的峰(相当于 CCl_2的伸缩振动)与波数为920cm~(-1)的峰之比,经激光照射后有明显下降。     

反应离子刻蚀（RIE）Si3N4的研究

反应离子刻蚀工艺是微细加工的普遍工艺,用开制做各种集成电路。本文对用CF_4+O_2为反应气体RIE Si_3N_4进行了研究,取得了较好的结果。     

平板型等离子刻蚀多晶硅

北京七○○厂生产的平板型等离子刻蚀机是目前国内比较先进的一种机型,该机的主要组成部分有反应室及真空系统。刻蚀的基本原理是:C_7F_(14)(氟油)在高频电场作用下产生高能的活性分子C_7F_(14),而活性分子又可解离为自由基C_7F_(13)、F,氟自由基的化学活性很     

反应离子刻蚀用于实现VLSI的多晶侧壁LDD MOSFET工艺优化研究

本文提出了采用多晶侧壁(PSSWS:Poly-Silicon Side-Wall Spacer)实现LDD MOSFET.研究了反应离子刻蚀(RIE)多晶硅的速率、各向异性性,对SiO_2、负胶的选择比,以及刻蚀的均匀性、过腐蚀度、负载效应等与刻蚀条件(包括气体、气体组分、流量、压力、射频功率、温度等)的关系.在此基础上,结合LDD MOSFET对侧壁宽度、可控性及重复性的要求,对反应离子刻蚀法实现PSSWS-LDD进行优化,获得了优化工艺条件.     

α—Si TFT矩阵等离子体刻蚀技术的研究

本文介绍了α-Si TFT有源矩阵的CF_4等离子体刻蚀技术。分析了CF_4等离子体刻蚀α-Si:H和α-SiN_x的机理,对α-Si TFT的有源层与绝缘层之间刻蚀选择性和均匀性进行了研究,讨论了等离子体刻蚀速率与射频功率、反应室压力及衬底温度的依赖关系。根据实验结果总结了CF_4等离子体刻蚀速率随射频功率、反应室压力和衬底温度的增加而增大的规律,通过控制合适的工艺条件,成功地实现了选择性刻蚀并改善了刻蚀的均匀性。     

5-硝基苊光致特性的研究

作者发现,负性光刻胶常用的增感剂5-硝基苊,在受紫外光照射后,物理、化学特性有明显的改变。分析表明,5-硝基苊在曝光中产生了光化反应,其主要反应物是8-甲基-4-硝基-1-萘醛(C_(12)H_9NO_3,简称MNNA)。利用5-硝基苊受光照后特性的变化,可在SiO_2层上实现选择刻蚀,并能较满意地解释无显影刻蚀过程。     

F+C_2F_5l反应的动力学研究

本文用激光诱导荧光方法与分子束技术相结合,首次在R6G和DCM染料波段研究了反应 F+C_2F_5I→IF+C_2F_5(△H_0~0=-58kJ/mol)的动力学过程。由IF的荧光激发谱得到了IF(v’=3、4、5、6、7)五个振动能级的初生态布居,确定了反应机构,平均振动激发和总反应截面等动力学问题。     

激光分离碳同位素

用TEA CO_2激光9.6μm的R(14)支线选择性地解离CF_3I,以得到C-13同位素的富集.在-80℃时,对0.2Torr CF_3I、4Torr O_2的反应体系,取得89的富集系数.研究了富集系数与捕捉剂、温度、能量密度和解离率的关系.