4H-SiC在Cl2+Ar混合气体中的ICP刻蚀工艺研究

采用C12＋Ar作为刻蚀气体进行了单晶4H-SiC材料的感应耦合等离子体（ICP）刻蚀工艺研究，分析了气体流量、气体混合比、反应室压力、1CP功率等工艺参数对刻蚀速率和刻蚀质量的影响．得到的最大蚀速率为194nm/min，表面均方根粗糙度为1．237nm，Cl／Si原子浓度比约为0．97％：99．3％。     

Cl2/Ar感应耦合等离子体刻蚀InP工艺研究

采用Cl2／Ar感应耦合等离子体对InP进行了刻蚀。讨论了直流自偏压、ICP功率、气体总流量和气体组分等因素对刻蚀速率和粗糙度的影响。结果表明Cl2／Ar气体组分是决定刻蚀效果的重要因素。当Cl2含量为30％左右时,刻蚀中的物理溅射与化学反应过程趋于平衡,刻蚀速率处于峰值区,同时刻蚀粗糙度也可达到最小值。SEM照片显示刻蚀表面光洁。侧壁陡直。     

应用于TGV的ICP玻璃刻蚀工艺研究

玻璃通孔(TGV)技术被认为是下一代三维集成的关键技术,该技术的核心为深孔形成工艺。感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是半导体领域中深孔形成的重要手段之一。本文通过正交实验设计方法,研究ICP石英玻璃刻蚀工艺中工作压强、C4F8流量、Ar流量三个工艺参数对深孔刻蚀的影响,探索提高刻蚀速率的优化组合。实验结果表明,C4F8流量对玻璃刻蚀速率有显著影响,并且随着C4F8/Ar流量比减小,侧壁角度垂直性越好。实验为TGV技术开发和应用提供了实验依据。     

InAs/GaSb超晶格红外探测器台面的ICP刻蚀研究

采用分子束外延方法在GaSb衬底上生长InAs/GaSb超晶格红外薄膜材料,为获得台面结构,采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术和Cl2/Ar刻蚀气体,分别研究了不同刻蚀时间、不同气体比例及不同功率对GaSb、InAs及InAs/GaSb超晶格刻蚀速率和刻蚀形貌的影响。结果表明,由于刻蚀产物InCl x的低挥发性阻挡了Cl2的刻蚀,InAs的刻蚀速率低于GaSb;Cl2比例在20%~40%时,刻蚀表面粗糙度最小,明显低于湿法腐蚀造成的表面损伤,有助于形成良好的欧姆接触和减小器件的表面漏电流。     

ICP深硅刻蚀工艺研究

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是微机电系统器件加工中的关键技术之一.利用英国STS公司STS Multiplex刻蚀机,研究了ICP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对刻蚀形貌的影响,分析了刻蚀速率和侧壁垂直度的影响原因,给出了深硅刻蚀、侧壁光滑陡直刻蚀和高深宽比刻蚀等不同形貌刻蚀的优化工艺参数.     

薄膜体声波滤波器AlN压电薄膜的ICP刻蚀研究

随着5G通信技术的发展,通信频段不断提高,以氮化铝(AlN)为压电薄膜材料的薄膜体声波滤波器作为目前唯一可集成的射频前段滤波器成为研究热点之一。本文开展AlN材料刻蚀工艺的实验研究,实验中采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl₂/BCl₃作为刻蚀工艺气体,通过一系列工艺影响参数调整及相应刻蚀结果分析,获得了ICP源功率、RF偏压功率、腔体压强和BCl₃气体流量对AlN材料和光刻胶掩膜刻蚀速率、刻蚀形貌的影响规律。通过综合优化工艺参数,最终得到了侧壁平坦、表面光滑的空气隙型薄膜体声波滤波器三明治结构。     

HfO2薄膜的反应离子刻蚀特性研究

研究了HfO2薄膜在CHF3/Ar和SF6/Ar等气体中的反应离子刻蚀机理.结果表明刻蚀气体的组分和射频偏压对刻蚀速率有较大影响,而气体流量影响不大.CHF3和SF6与HfO2的反应产物具有较好的挥发性,Ar的引入不仅可以打破分子之间的键合促进刻蚀产物的形成,而且通过轰击加快产物从材料表面解吸,从而提高HfO2刻蚀速率.AFM测量结果表明刻蚀降低了HfO2表面粗糙度,显示刻蚀工艺对材料的低损伤.     

薄膜体声波滤波器AlN压电薄膜的ICP刻蚀研究北大核心CSCD

随着5G通信技术的发展,通信频段不断提高,以氮化铝(AlN)为压电薄膜材料的薄膜体声波滤波器作为目前唯一可集成的射频前段滤波器成为研究热点之一。本文开展AlN材料刻蚀工艺的实验研究,实验中采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl2/BCl3作为刻蚀工艺气体,通过一系列工艺影响参数调整及相应刻蚀结果分析,获得了ICP源功率、RF偏压功率、腔体压强和BCl3气体流量对AlN材料和光刻胶掩膜刻蚀速率、刻蚀形貌的影响规律。通过综合优化工艺参数,最终得到了侧壁平坦、表面光滑的空气隙型薄膜体声波滤波器三明治结构。     

ICP刻蚀GaP表面形貌控制

不同角度的GaP表面形貌刻蚀主要依赖于刻蚀参数的调节以及光刻胶的形貌,但要得到能够重复的光刻胶形貌是很困难的.研究了如何通过调节感应耦合等离子（ICP）刻蚀仪器本身的参数,而不依赖于不定的光刻胶形貌来得到可重复的表面形貌.通过研究可知,射频功率与腔室压强是影响表面形貌的最重要的两个参数.射频功率越小刻蚀得到的角度越大,腔室压强越大刻蚀得到的角度也越大.通常BCl3等离子体被用来作为GaP的刻蚀气体,但为了维持所需的等离子浓度以及更大的操作压强,Ar被加入刻蚀气体中.     

GaAs的ICP选择刻蚀研究

选择刻蚀在ＧａＡｓ工艺中是非常重要的一步。由于湿法腐蚀存在钻蚀和选择性差,且精度难以控制,因此有必要进行干法刻蚀的研究。虽然采用反应离子刻蚀（ＲＩＥ）、磁增强反应离子刻蚀（ＭＥＲＩＥ）可以进行选择刻蚀,但是这两种方法在挖槽时会对器件造成较大损伤,影响器件性能。感应耦合等离子刻蚀（ＩＣＰ）是一种低损伤、高刻蚀速率高选择比的刻蚀方法,在ＧａＡｓ器件的制造中有突出的优点。本工作进行ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ     

基于线算法的ICP深反应离子刻蚀模型

电感耦合等离子体(ICP)刻蚀是目前集成电路与微机电系统制造的关键工艺之一.利用一种改进的复合交替深刻蚀(TMDE)模型对ICP深反应离子刻蚀(Deep-RIE)进行了工艺仿真建模.根据深反应离子刻蚀中Footing效应的实验特征,提出了针对这一现象的表面描述方程,并借助实验手段确定了该表面描述方程中的参数,从而为模型添加了一种简单有效的Footing效应模拟模块.最后对Deep-RIE和Footing效应刻蚀表面进行模拟,验证了模型的有效性和可用性.     

碳氟感应耦合等离子体的SiO2介质刻蚀的研究

使用感应耦合等离子体技术,通过改变源气体流量比R(R=[C4F8]/{[C4F8] [Ar]})、射频源功率、自偏压等条件进行了SiO2介质刻蚀实验研究。碳氟等离子体的特征由朗谬探针和发射光谱技术来表征。结果表明,SiO2的刻蚀速率随放电源功率和射频自偏压的增大而单调上升,与R的关系则存在R=8%处的刻蚀速率峰值。C2基团的发射谱线强度随R的变化类似于SiO2刻蚀速率对R的依赖关系,对此给出了解释。在此基础上,对SiO2介质光栅进行了刻蚀。结果显示,在较大的R及自偏压等条件下,刻蚀后的槽形呈轻微的锥形图案,同时光刻胶掩膜图形出现分叉。结合扫描电镜技术对此进行了分析,认为光刻胶表面与侧面的能量传递和聚合物再沉积是导致出现上述现象的原因。     

HfO2在CHF3,Ar和H2的感应耦合等离子体中的刻蚀行为

通过改变偏压功率和气体气压的宏观条件,利用CHF3,Ar和H2的感应耦合等离子体(ICP)对HfO2和RZJ-306光刻胶进行了刻蚀选择性实验研究.结果表明,HfO2与等离子体化学相互作用的刻蚀产物属于非挥发性的,容易造成边墙的堆积而形成"驼峰"形,因而需要借助于Ar 的辅助轰击来消除边墙堆积,典型的HfO2/光刻胶的刻蚀选择比在0.2～0.5之间.在射频源功率400 W、气压0.5 Pa、射频偏压-400 V、流量比为Ar∶CHF3∶H2=40 sccm∶18 sccm∶2 sccm的优化条件下,利用感应耦合等离子体刻蚀特性,对光刻胶作为掩膜的HfO2/BK7玻璃进行刻蚀,扫描电镜的测试结果表明,光栅的图形转移效果较好.红外激光波长为1064 nm时,所测得的光栅二级衍射效率在71%以上.     

基于ICP工艺的垂直微小硅镜的加工

利用自感应耦合等离子(ICP)蚀刻机进行硅深层反应离子刻蚀,得到了几微米宽的狭槽,其轮廓通常为正锥形,即蚀刻槽的宽度随着蚀刻深度的增大而减小.然而,对一个宽槽来说,由于等离子区内边界层的变形,其蚀刻宽度会随着蚀刻深度的增加而增加.在许多应用中,硅蚀刻轮廓侧面的垂直状况是一个关键性问题.叙述了分离式垂直镜的加工过程;研究了影响蚀刻轮廓的各种重要参数.经过引入多步制法与优化激励源、基底偏压源及加工压力,减小了等离子区边界层内的变形,改善了轮廓的蚀刻状况.得到的结果为:120μm高垂直微镜垂直度为89.7°,200μm高垂直微镜垂直度为89.3°.     

ICP刻蚀4H-SiC栅槽工艺研究

为避免金属掩膜易引起的微掩膜,本文采用SiO2介质作为掩膜,SF6/O2/Ar作为刻蚀气体,利用感应耦合等离子体刻蚀(ICP)技术对4H-SiC trench MOSFET栅槽刻蚀工艺进行了研究。本文详细研究了ICP刻蚀的不同工艺参数对刻蚀速率、刻蚀选择比以及刻蚀形貌的影响。实验结果表明:SiC刻蚀速率随着ICP功率和RF偏压功率的增大而增加;随着气体压强的增大刻蚀选择比降低;而随着氧气含量的提高,不仅刻蚀选择比增大,而且能够有效地消除微沟槽效应。刻蚀栅槽形貌和表面粗糙度分别通过扫描电子显微镜和原子力显微镜进行表征,获得了优化的栅槽结构,RMS表面粗糙度0.4nm。     

电感耦合放电对双频容性耦合Ar-N_2等离子体物理特性的影响

电感耦合等离子体增强的容性耦合等离子体是一种新的等离子体源,采用这种放电方式可以获得高密度均匀的等离子体。本文主要利用朗缪尔单探针对以下几种放电方式的等离子体性质进行诊断:1双频(60,13.56 MHz)容性耦合等离子体;2电感(13.56 MHz)耦合等离子体;3电感(13.56 MHz)耦合增强的双频(60,13.56 MHz)容性耦合等离子体。通过研究电感耦合放电对容性耦合放电的影响,以及电感耦合功率、混合气体比例等宏观参量对等离子体特性的影响,获得材料处理的最佳条件。实验发现当气压是5Pa时:1双频容性耦合等离子体密度是1010 cm-3左右,极板边缘处等离子体密度较低,中心处较高。随着氩气比例增加,等离子体密度提高,电子温度降低。2电感耦合等离子体放电,随着氩气比例增加,等离子体密度增大。当氩气比例增加到70%,等离子体密度发生数量级改变,高于双频容性耦合等离子体。3电感耦合增强的双频容性耦合等离子体密度较高,当氩气比例是80%,容性电感耦合功率200 W时,组合放电等离子体密度最高,均匀性较好,电子温度升高,径向差别不大。通过实验得出,当氩气比例为80%,容性高低频功率分别为150和50 W,电感耦合功率是200 W时,双频(60,13.56 MHz)与电感(13.56 MHz)组合放电可以获得高密度均匀的等离子体。     

射频ICP离子源设计研究

本文介绍了射频 (RF)感应耦合等离子体 (ICP)离子源的设计研究。对RFICP的结构、离子流的引出以及离子流的均匀性、中性化和射频匹配网络进行了研究。     

电容耦合的抑制对感应耦合放电等离子体的影响

感应耦合等离子体(ICP)是微电子工业刻蚀高精度沟槽结构的首选高密度等离子体源.研究ICP的电特性与等离子体电学参量的变化显得非常重要.本文中,在平板型ICP源的感应线圈和介质窗口之间,使用了对称、均匀、呈辐射状的法拉第屏蔽板.结果表明,屏蔽板的使用不仅极大地降低了干扰等离子体参量测量的等离子体射频电位,而且也降低了线圈中的放电电流和等离子体中的轴向微分磁场信号强度,但Ar等离子体的发射光谱表明,法拉第屏蔽的采用对等离子体功率吸收的影响不大.对测量信号中出现的高次谐波行为也做了定性的讨论.