电子回旋共振CF4＋O2等离子体中Si3N4刻蚀工艺研究

在一台自行研制的电子回旋共振(ECR)刻蚀系统中用CF4、O2气体实现了Si3N4材料的微细图形刻蚀。获得了气体流量、气体混合比、微波功率等因素对刻蚀速率的影响。结果表明刻蚀速率在O2含量为0％时最慢，然后随着气体混合比的增加而增大，当气体中O2含量为20％时达到最大，然后随着气体混合比的增加而缓慢降低。保持气体混合比为20％，刻蚀速率随气体流量增加而增大；同时，微波功率越大，刻蚀速率也越高。     

用ECR-CVD方法制备SiO2薄膜

本文在低温下利用ECR-CVD技术沉积SiO2薄膜,讨论了沉积速率和薄膜折射率随工艺条件变化的关系.直径6英寸片内均匀性达到96%,重复性达到97%.对薄膜进行了FTIR光谱分析,1050 cm-1处出现Si-O-Si伸缩振动吸收峰;仪器检测精度内,并未出现明显的Si-H和N-H吸收峰,表明薄膜具有很低的H含量.     

铜互连应力模拟分析

建立了三维有限元模型,采用ABAQUS有限元分析软件,模拟计算了Cu互连系统中的热应力分布;通过改变通孔直径、铜线余量、层间介质等,对比分析了互连结构对热应力分布的影响。结果表明,互连应力在金属线中通孔正下方铜线顶端处存在极小值,应力和应力梯度在下层铜线互连顶端通孔两侧处存在极大值。应力和应力梯度随着通孔直径或层间介质材料介电常数的减小而下降,应力随铜线余量长度的减小而增大。双通孔结构相对于单通孔结构而言,靠近下层金属线末端的通孔附近应力较大,但应力梯度较小。     

电子回旋共振等离子体源的朗谬尔探针诊断

电子回旋共振(ECR)等离子体以其密度高、工作气压低、均匀性好、参数易于控制等优点在超大规模集成电路工艺中获得了广泛的应用.利用朗谬尔探针对ECR等离子体进行了初步的诊断研究,测量了等离子体的单探针伏安特性并计算出电子温度,电子密度和等离子体电势等参量.实验证明,ECR等离子体源能够稳定地产生电子温度较低的高密度等离子体.     

永磁电子回旋共振等离子体化学气相沉积系统

研制了一台永磁ECR等离子体化学气相沉积系统.通过同轴开口电介质空腔产生表面波,利用高磁能积Nd-Fe-B磁钢块的合理分布形成高强磁场,通过共振磁场区域内的电子回旋共振效应产生大面积均匀的高密度等离子体.进行了ECR等离子体化学气相沉积氧化硅和氮化硅薄膜工艺的研究.6英寸片内膜厚均匀性优于95%,沉积速率高于100 nm/min,FTIR光谱分析表明薄膜中H含量很低.     

氟化非晶碳薄膜(a-C:F)的制备与表征

以C4F8和CH4为源气体,采用电子回旋共振等离子体化学汽相沉积(ECR-CVD)方法,在不同气体混合比条件下沉积了非晶氟化碳(a-C:F)薄膜低k层间介质.实验中薄膜的沉积速率可达220nm/min,测得的介电常数为2.14～2.58.X光电子能谱表明,随着甲烷含量增大,薄膜中CF3,CF2结构含量减少而CF和C*-CFx(x=1～3)交联结构增多;原子力显微镜表明,在采用C4F8为前驱气体时,高分子基团C Fy在成膜时造成了粗糙不平、多孔渗水的薄膜表面形貌.结果表明,CF基团成分增加而CF2基团成分减小导致了薄膜电子极化增强,介电常数增大.     

非晶氟化碳膜的制备与性能研究

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积（ECR-CVD）的方法,以C4F8和CH4为源气体,在不同气体质量流量比R（R=m（CH4）：m（CH4＋C4F8））条件下制备了非晶氟化碳（a-C：F）薄膜.采用X光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱技术分析了a-C：F薄膜的化学结构.FTIR分析表明,a-C：F薄膜中含有CFx（x=1～3）,CF=C以及位于a-C：F交联结构末端的CF2=CF等基团,没有迹象表明有C-H存在.XPS C1s峰各结合态与结合能的对应关系分别为：CF3（295 eV）,CF2（293 eV）,CF（291 eV）,C-O（289 eV）,C-CFx（x=1～3）（287 eV）以及位于a-C：F交联结构末端的C-C（285 eV）.随着气体质量流量比R的增大,a-C：F薄膜中的F含量和位于a-C：F交联结构末端的C-C含量减小,而交联C-CFx含量增大.而且当气体质量流量比R增大时,a-C：F薄膜介电常数随着电子极化减小以及薄膜密度增大从2.1上升到2.4,漏电流随着π价带态和π＊导带态之间带隙的减小而上升,薄膜热稳定性随着破坏薄膜交联结构的CF3和CF2=CF等不稳定成分的减少以及C-CFx交联结构的增多而上升.     

ICP等离子体源天线设计

感应耦合等离子体技术以其低气压下产生高密度等离子体的能力及良好的可扩展性成为微细加工中的重要的加工技术之一.本文提出了一种新型的三段式线圈的设计方法,对激发电场进行了数值计算.结果表明设计的天线能够在径向和方向角方向上产生均匀性良好的电场,耦合效率较高.     

等离子体天线的基本原理及其构成

等离子体天线可有效降低雷达散射截面,提高天线的隐身性能。文中研究了表面波在等离子体中传播的色散关系,探讨了表面波激发等离子体的基本原理,提出了具体的实验方案,论述了开发等离子体天线的关键技术及应用前景以及国内外研究现状。     

电子回旋共振等离子体的刻蚀技术

用电子回旋共振等离子体进行了硅基材料的刻蚀技术研究,进行了沟槽刻蚀实验,得到了较为陡直的侧壁.制作了精细图形,等离子体损伤较低.