用SF_6-N_2混合气的反应离子刻蚀制作WSi_x微米结构

本文报道了ESi_x在SF_6-Ar、SF_6-N_2混合气中的反应离子刻蚀(RIE)的实验结果。研究了在SF_6-N_2的混合气中刻蚀WSi_x时,气体成分、气体流量、工作气压和输入功率对刻蚀速率的影响。发现在SF_6/N_2中刻蚀WSi_x微米结构具有优越性。实验结果的重复性较好,并在高速场效应器件、光电集成器件(微米结构)制作中得到应用。     

纳米压印中残余胶刻蚀工艺研究

压印光刻在图形转移之后,需要去除残留在凹槽底部的胶。采用RIE工艺对紫外压印胶的刻蚀速率进行了研究。结果表明,随着气压或气体流量增大,刻蚀速率均会先增加,达到一定值后又开始下降;在刻蚀气体中加入SF_6后,会减少钻蚀,但刻蚀速率会有少许下降;而在刻蚀气体中加入少量SF_6且压强及流量较大时,各部分的刻蚀速率一致性较好。由此得到了一个优化后的刻蚀条件,反应气体:O_2+SF_6,气体流量分别为40 cm~3/min和5 cm~3/min,压强9.31 Pa,RF功率20 W,此时刻胶速率可稳定在0.8μm/min左右,且均匀性较好。     

亚微米精细线条等离子刻蚀新工艺研究

本文用SF_6和CHF_3气体对热氧化生长的SiO_2进行等离子刻蚀新工艺研究,根据SF_6和CHF_3对二氧化硅及硅刻蚀速率和选择的不同,采用SF_6:CHF_3为1:1.5和1:25两种流量比,经过两步等离子刻蚀工艺,获得了0.8μm的线条,经测量结果表明,刻蚀不均匀性小于5％,选择性大于8。SEM剖面照片也表明线条边缘清晰,刻蚀平整。     

氮化硅的ECCP刻蚀特性研究

本文对氮化硅的增强电容耦合等离子刻蚀进行研究,为氮化硅刻蚀工艺的优化提供参考。针对SF_6+O_2气体体系,通过设计实验考察了功率、压强、气体比、氦气等对刻蚀速率和均一性的影响,并对结果进行机理分析和讨论。实验结果表明:功率越大,刻蚀速率越大,与源极射频电力相比,偏置射频电力对刻蚀速率的影响更为显著;压强增大,刻蚀速率增大,但压强增大到一定程度后,刻蚀速率基本不变,刻蚀均匀性随着压强增大而变差;在保证SF_6/O_2总流量保持不变下,O_2的比例增大,刻蚀速率先增大后减小,刻蚀均匀性逐步变好;He的添加可以改善刻蚀均匀性,但He的添加量过多时,会造成刻蚀速率降低。     

ECCP干法刻蚀条件下的TFT基板绝缘层过孔腐蚀的改善

过孔搭接失效一直是TFT-LCD行业中重点改善的不良之一。为了解决该不良,本文分析了不同刻蚀模式(ICP和ECCP)对过孔形貌的影响,利用四因子法研究ECCP模式刻蚀参数(压力、偏置/源极射频功率及O_2/SF_6气体比例)对刻蚀速率和均一性的影响,并得出ECCP过孔改善的最佳刻蚀参数。结果表明:ECCP模式下,氮化硅刻蚀过程中物理轰击对GI截面的下沿与Cu接触区域形成损伤后产生的缺陷,是诱发过孔腐蚀的主要因素,ICP模式无腐蚀。反应腔压力增大刻蚀速率增大,均一性下降;偏置射频功率增大,速率增大,均一性提高;源极射频功率增大,速率变化小,均一性下降;O_2/SF_6气体比例对速率影响小,O_2含量越高,均一性越高。为达到PR胶保护GI下沿截面的目的,反应压力增大到1.7Pa,偏置射频功率减小到30kW,源极功率增加到30kW,O_2/SF_6气体保持比例1∶1后,增加了氮化硅的刻蚀量,减小PR胶的内缩量,避免物理溅射表面损伤;同时刻蚀速率达到750nm/s,均一性达到10%,腐蚀发生率为10%～0,使ECCP刻蚀模式对过孔的腐蚀影响得到有效解决。     

反应离子刻蚀多晶硅及其在集成电路中的应用

本文对以SF_6+A_r为反应气体的反应离子刻蚀(RIE)多晶硅工艺进行了研究。研究表明,SF_6+ArRIE多晶硅具有良好的各向异性、选择性以及较高的刻蚀速度,得到了0.40μm的多晶硅条,并且成功地应用于0.5～1.0μm CMOS集成电路的制作中。     

硅化钨/多晶硅复合栅的反应离子刻蚀工艺研究

本文介绍用SF_6+O_2,SF_6+Cl_2作腐蚀剂,反应离子刻蚀(RIE)的硅化钨/多晶硅复合栅工艺。着重研究了各工艺参数的改变对硅化钨和多晶硅刻蚀结果的影响,和刻蚀复合栅结构的最佳工艺条件。     

不同添加气体对SiC材料SF6干法刻蚀的影响

以六氟化硫（SF6）作为刻蚀气体,采用不同的添加气体O2或N2分别进行了SiC薄膜的等离子体刻蚀（PE）工艺研究。实验表明,SF6中加入O2有助于SiC材料刻蚀速率的提高;但是,在相同的刻蚀工艺条件下,N2的加入只起到稀释气体的作用而未参与刻蚀反应,SiC刻蚀速率随N2的通入而有所降低。     

不同添加气体对SiC材料SF_6干法刻蚀的影响

以六氟化硫 ( SF6)作为刻蚀气体 ,采用不同的添加气体 O2 或 N2 分别进行了 Si C薄膜的等离子体刻蚀 ( PE)工艺研究。实验表明 ,SF6中加入 O2 有助于 Si C材料刻蚀速率的提高 ;但是 ,在相同的刻蚀工艺条件下 ,N2 的加入只起到稀释气体的作用而未参与刻蚀反应 ,Si C刻蚀速率随 N2 的通入而有所降低     

GaAs、AlAs、DBR反应离子刻蚀速率的研究

采用BCl3和Ar作为刻蚀气体对GaAs、AlAs、DBR反应离子刻蚀的速率进行了研究,通过控制反应的压强、功率、气体流量和气体组分达到对刻蚀速率的控制.实验结果表明:在同样条件下GaAs刻蚀的速率高于DBR和AlAs,在一定条件下GaAs刻蚀的刻蚀速率可达400nm/min,AlAs的刻蚀速率可达350nm/min,DBR的刻蚀速率可达340nm/min,刻蚀后能够具有光滑的形貌,同时能够形成陡直的侧墙,侧墙的角度可达85°.     

一种用于VLSI工艺模拟的反应离子刻蚀速率模型

本文提出了一种适用于VLSI工艺模拟的反应离子刻蚀(RIE)速率模型。模型的建立采用统计数学方法,结合较少次数的实验。该模型精度高,实用性强。对CF_4/O_2刻蚀二氧化硅和SF_6/O_2刻蚀掺磷多晶硅的实验表明,模型精度达到5％。该模型植入刻蚀模拟器后能使亚微米刻蚀模拟的精度,提高到一个新的水平。     

GaAs、AlAs、DBR反应离子刻蚀速率的研究

采用 BCl3和 Ar作为刻蚀气体对 Ga As、Al As、DBR反应离子刻蚀的速率进行了研究 ,通过控制反应的压强、功率、气体流量和气体组分达到对刻蚀速率的控制 .实验结果表明 :在同样条件下 Ga As刻蚀的速率高于 DBR和 Al As,在一定条件下 Ga As刻蚀的刻蚀速率可达 40 0 nm/m in,Al As的刻蚀速率可达 35 0 nm/min,DBR的刻蚀速率可达 340 nm/min,刻蚀后能够具有光滑的形貌 ,同时能够形成陡直的侧墙 ,侧墙的角度可达 85°.     

金薄膜的反应离子刻蚀工艺研究

采用反应离子刻蚀（RIE）工艺对金薄膜进行了干法刻蚀研究,得到了刻蚀速率随两极间偏压、气体压强和气体成分等因素变化的规律。试验结果表明,刻蚀速率随偏压的增加而增大;当压强增加时,刻蚀速率先增加后减小;不同种类的气体对刻蚀速率影响较大;刻蚀时间与刻蚀厚度在一定范围内成正比。另外,找到了控制刻蚀过程均匀性和选择比的方法。     

Pt电极的磁增强反应离子刻蚀的研究

以SF6/O2作为刻蚀气体,用磁增强反应离子刻蚀(MERIE)技术,对磁控溅射法制备的Pt电极进行了刻蚀。结果表明:Pt的刻蚀速率与刻蚀气体的混合比率以及刻蚀功率都有一定关系。在相同功率下,R[O2∶(SF6+O2)]=2/6,刻蚀速率达到极大值,功率为120W时,刻蚀速率极大值为12.4nm/min。AFM分析表明,薄膜表面的粗糙度随刻蚀功率增加而变大,均方根粗糙度从120W时的0.164nm增加到160W时的0.285nm。经优化工艺参数刻蚀后的Pt电极图形结构平整,边缘整齐。     

掺镁铌酸锂晶体的ICP刻蚀性能

掺镁铌酸锂晶体(Mg:LiNbO3)是一种相对难刻蚀的晶体,Mg:LiNbO3的干法刻蚀速率和刻蚀形貌控制是铌酸锂光电子器件加工中的关键技术之一。采用牛津仪器公司的Plasmalab System 100以SF6/Ar为刻蚀气体,具体研究Mg:LiNbO3的刻蚀速率随着感应耦合等离子体(ICP)功率、反应离子刻蚀(RIE)功率、气室压强和气体流量配比等刻蚀参数的变化,同时研究发现SF6/(Ar+SF6)气体流量配比还会影响刻蚀表面的粗糙度。实验结果表明:在ICP功率为1000W,RIE功率为150W,标准状态(0℃,1个标准大气压)下气体总流量为52mL/min,压强为0.532Pa,SF6/(Ar+SF6)气体体积分数为0.077的条件下,刻蚀速率可达到152nm/min,刻蚀表面粗糙度为1.37nm,可获得刻蚀深度为2.5μm,侧壁角度为74.8°的表面平整脊形Mg:LiNbO3结构。     

SF6/O2等离子体刻蚀a-C:F薄膜的研究

以SF6/O2为刻蚀气体,采用电子回旋共振等离子体反应离子刻蚀(ECR-RIE)方法进行了氟化非晶碳(a-C∶F)低介电常数薄膜的等离子体刻蚀技术研究,结果表明,a-C∶F薄膜的刻蚀速率取决于薄膜中C—CFx与CFx两类基团刻蚀过程,富C—CFx结构的a-C∶F薄膜刻蚀速率在O2含量约20%时达到最大,而富CFx结构的a-C∶F薄膜刻蚀速率随O2的增大而减小。AFM分析表明,SF6气体刻蚀a-C∶F薄膜可以有效消除薄膜表面的团聚结构。XPS能谱分析表明,SF6气体刻蚀a-C∶F薄膜样品化学组分未发生变化,而O2气体刻蚀后在样品表面形成富C的a-C∶F层。该研究结果为a-C∶F应用于超大规模集成电路层间介质工艺奠定了必要的实验基础。     

金刚石薄膜的反应离子刻蚀

反应离子刻蚀是金刚石薄膜图形化的一种有效方法。研究了用Ｏ２及与Ａｒ的混合气体进行金刚石薄膜图形化刻蚀的主要工艺参数（射频功能、工作气压、气体流量、反应气体成分与比例等）对刻蚀速率和刻蚀界面形貌的影响，兼顾刻蚀速率和刻蚀平滑程度等关键因素，建立了金刚石薄膜刻蚀的优化工艺参数，达到了较满意的图形效果。     

氮化硅的反应离子刻蚀研究

采用CHF3、CHF3＋CF4和CHF3＋O2三种不同气体体系作氮化硅的反应离子刻蚀（RIE）实验,研究了不同刻蚀气体对刻蚀速率、均匀性和对光刻胶的选择比三个刻蚀参数的影响。通过优化气体配比,比较刻蚀结果,最终获得了刻蚀速率为119nm/min,均匀性为0.6%,对光刻胶选择比为3.62的刻蚀氮化硅的优化工艺。     

二氧化硅的反应离子刻蚀

对电子束曝光和反应离子刻蚀(RIE)进行了研究。刻蚀使用JR-2B型溅射-刻蚀机,分别采用100W、150W、200W、250W、300W的功率,对SiO2进行了刻蚀,反应气为:CHF3,对影响刻蚀的射频功率以及压力、气体流量等工艺参数作了调整,得出了刻蚀速率与射频功率和压力之间、气体流量的关系曲线。实验结果表明:随着射频功率、压力的增大,刻蚀速率不断加快,在某一值上达到最大值。再继续增加射频功率、压力,刻蚀速率反而会下降。随着气体流量的增加,刻蚀速度不断降低。     

基于梳齿式电容加速度计的深硅刻蚀北大核心

梳齿式电容加速度计对梳齿的形貌有很高的要求,如需要梳齿侧壁具有良好的垂直度和粗糙度等。利用深硅刻蚀机对梳齿结构进行加工需要对刻蚀参数进行分析和调整。以SF_6和C_4F_8为刻蚀气体,设定深硅刻蚀中极板功率、腔室压力、刻蚀/钝化周期、气体流量等工艺参数,着重研究了刻蚀速率、垂直度、粗糙度、光刻胶选择比、均匀性等直接影响刻蚀形貌的几项因素,得到了宽5.3μm、深50μm的沟槽结构,且垂直度为89.5°,侧壁凸起高度为83.69 nm,而预期目标为垂直度90°±2°,侧壁凸起高度小于120 nm,故结果符合要求。最终将调整好的工艺用于刻蚀SOI片上的梳齿结构,得到了良好的形貌。