CL2+SF6混合气体对Si和SiNx的离子刻蚀研究

采用统计实验方法研究了利用SF6 Cl2混合气体产生的等离子体进行Si和SiNx的反应离子刻蚀技术。在相同的输出功率和压力的条件下,将Si和SiNx的刻蚀速率和选择比表示为SF6百分比含量的函数。文中讨论了SF6含量的变化对刻蚀速率、选择比和坡度角的影响及刻蚀机理,证实了即使是SF6含量的少量改变也会对Si和SiNx的刻蚀速率、选择比和坡度角有重要的影响。并通过光谱分析来深层次地讨论刻蚀速率受SF6含量影响的原因。     

SF6/O2气氛下Al对反应离子刻蚀Si的增强作用机理研究

通过实验和统计分析方法研究了Al在SF6/O2气体干法刻蚀Si中的增强作用机理。研究表明,Al在SF6/O2刻蚀Si中具有增强作用,而且Al的增强作用基本独立,受其它刻蚀条件的影响较小。Al对Si刻蚀速率的增强作用并非都是由于衬底温度升高所致,而是Al表面形成的AlF单原子层起到了催化作用,使SF6分解出更多的F自由基,从而提高了Si的刻蚀速率。     

Ar/CHF3反应离子束刻蚀SiO2的研究

介绍了Ar/CHF3反应离子束刻蚀和离子束入射角对图形侧壁陡直度及刻蚀选择比的影响.使用紫外曝光技术在SiO2基片上获得光刻胶掩模图形,采用Ar+CHF3来刻蚀石英基片,调节二者的流量配比,混合后通入离子源.在Ar和CHF3的流量比为12,总压强为2×10-2 Pa,离子束流能量为450 eV,束流为80 mA,加速电压220 V～240 V,离子束入射角15°并旋转样品台的情况下,刻蚀20 min后,得到光栅剖面倾角陡直度为80°～90°.同时发现,添加CHF3后,提高了SiO2的刻蚀速率和刻蚀SiO2与光刻胶的选择比,最高可达71.     

Si在SF6＋N2中反应离子刻蚀及其剖面的研究

本文报导了用ＳＦ＿６＋Ｎ＿２混合气体反应离子刻蚀Ｓｉ及其剖面的实验结果，研究了在刻蚀时，混合气体的成份和射频功率密度对Ｓｉ的蚀速影响以及Ｓｉ的负载效应，通过实验得到了一种获得Ｓｉ的腐蚀垂直剖面的方法，该腐蚀技术在制作微机械马达和周期为４６６．８ｎｍ的二级光栅（线宽０．２μｍ）中得到应用。     

O2/SF6混合气体对光刻胶的离子刻蚀研究

以O2＋SF6为刻蚀气体,在一定压力下使用RIE刻蚀机刻蚀光刻胶。通过改变功率、O2流量和SF6流量,研究以上因素的改变对光刻胶灰化速率的影响。实验结果表明：单组分O2存在下,O2流量的增加不会影响光刻胶的灰化速率。设备Plasma功率以及气体比率变化对灰化率有显著影响,并通过光谱分析对光刻胶的灰化反应机理进行了初步研究。     

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。     

HBr反应离子刻蚀硅深槽

对ＨＢｒ反应离子刻蚀硅和ＳｉＯ２进行了实验研究。介绍了ＨＢｒ等离子体的刻蚀特性，讨论了ＨＢｒ反应离子刻蚀硅的刻蚀机理，研究了ＨＢｒ中微量氧、碳对ＨＢｒＲＩＥ刻蚀过程的影响。实验表明，ＨＢｒ是一种刻蚀硅深槽理想的含原子溴反应气体。采用ＨＢｒＲＩＥ，可获得高选择比（对Ｓｉ／ＳｉＯ２）和良好的各向异性。     

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。     

压电型微悬臂梁制备中RIE刻蚀硅工艺的研究

介绍了一种压电型微悬臂梁的制作工艺流程,重点研究了其中硅的反应离子刻蚀(RIE)工艺,分析了工艺参数对刻蚀速率、均匀性和选择比的影响,提出通过适当调整气体流量、射频功率和工作气压,以加快刻蚀速率,改善均匀性,提高选择比。研究表明,在SF6流量为20 mL/min,射频功率为20 W,工作气压为8.00 Pa的工艺条件下,硅刻蚀速率可以提高到401 nm/min,75 mm(3 in.)基片范围内的均匀性为±3.85%,硅和光刻胶的刻蚀选择比达到7.80。为制备压电悬臂梁或其它含功能薄膜的微结构提供了良好的参考。     

A Study on Modified Silicon Surface after CHF3/C2F6 Reactive Ion Etching

The effects of reactive ion etching (RIE) of SiO₂ layer in CHF₃ / C₂F₆ on the underlying Si surface have been studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), secondary ion mass spectrometer, Rutherford backscattering spectroscopy, and high resolution transmission electron microscopy. We found that two distinguishable modified layers are formed by RIE : (i) a uniform residue surface layer of 4 nm thickness composed entirely of carbon, fluorine, oxygen, and hydrogen with 9 different kinds of chemical bonds and (ii) a contaminated silicon layer of about 50 nm thickness with carbon and fluorine atoms without any observable crystalline defects. To search the removal condition of the silicon surface residue, we monitored the changes of surface compositions for the etched silicon after various post treatments as rapid thermal anneal, O₂, NF₃, SF₆, and Cl₂ plasma treatments. XPS analysis revealed that NF₃ treatment is most effective. With 10 seconds exposure to NF₃ plasma, the fluorocarbon residue film decomposes. The remained fluorine completely disappears after the following wet cleaning.     

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。     

反应离子刻蚀PMMA的各向异性刻蚀研究

研究目的是优化Ni掩膜PMMA RIE的刻蚀参数，在氧刻蚀气体中加入表面钝化性气体CHF3，以较快的刻蚀速率获得垂直的侧壁和最小的掩模钻蚀。采用平行板结构的反应离子刻蚀机刻蚀，研究了刻蚀气压，CHF3/O2比率和刻蚀温度对垂直、侧向刻蚀速率和PMMA微结构形貌的影响。试验表明：当CHF3含量大于50%或O2工作气压较低时，会显著影响RV/RL比，当RV/RL比大于8时，试样呈现出完全各向异性刻蚀。     

深槽隔离技术中硅的反应离子刻蚀

本文叙述了在反应离子刻蚀（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）系统中采用无碳含氟原子刻蚀气体（ＳＦ＿６，ＮＦ＿３）对硅的深槽刻蚀；分析了真空压力、射频功率、气体组合及其流量和电极温度对刻蚀速率、刻蚀剖面的影响；并根据实验结果，绘出了刻蚀速率与以上物理变量的函数关系曲线；得到刻蚀速率０．５～０．７μｍ／ｍｉｎ，糟宽≤５．０μｍ，深度大于６．０μｍ，横向腐蚀小于１．５μｍ的各向异性刻蚀剖面。本研究技术将应用于超高速ＥＣＬ分频器电路，双极高可靠抗辐射加固稳压器件和ＢｉＣＭＯＳ模拟电路的实际制作中。     

场发射硅锥阵列的干法制备与研究

阐述了用于场发射压力传感器发射阴极的硅锥阵列的干法制备工艺,用反应离子刻蚀(RIE)的方法在76 mm(3 in.)的低阻硅片上制备出52个均匀分布的10×12的硅锥阵列,得到了曲率半径为25 nm~35 nm且具有良好一致性的尖锥。当阵列的场发射起始电压为1.4 V/μm,场强为9.2 V/μm时,单个硅锥的发射电流达到8.3 nA,并且性能较为稳定。     

GaAs的CH_4／H_2反应离子腐蚀研究

在前研究ＩｎＰ的ＣＨ４／Ｈ２反应离子腐蚀的基础上，进行了ＧａＡｓ的ＣＨ４／Ｈ２反应离子腐蚀研究。ＧａＡｓ的腐蚀速率比ＩｎＰ慢，随ＣＨ４／Ｈ２组份之比值、工作压强、总流量率等而改变，从２ｎｍ／ｍｉｎ到８ｎｍ／ｍｉｎ。当总流量率为３０～１２３ｓｃｃｍ之间、ＣＨ４／Ｈ２＝０．１８，腐蚀后的表面总是光亮平滑的，损伤层的厚度≥３０ｎｍ。当用ＣＨ４／Ｈ２ＲＩＥ在ＣａＡｓ上制作深度＞０．６μｍ的结构时，必须要考虑高能离子的轰击给晶体造成的损伤和给光刻胶掩模造成的浸蚀，此时光刻胶作掩模已经不能满足要求，应改用介质薄膜。     

Microtrenching effect of SiC ICP etching in SF6/O2 plasma

Inductively coupled plasma (ICP) etching of single crystal 6H-silicon carbide (SIC) is investigated using oxygen (O2)-added sulfur hexafluoride (SF6) plasmas. The relations between the microtrenching effect and ICP coil power, the composition of the etch gases and different bias voltages are discussed. Experimental results show that the microtrench is caused by the formation of a SiFxOy layer, which has a greater tendency to charge than SiC, after the addition of O2. The microtrenching effect tends to increase as the ICP coil power and bias voltage increase. In addition, the angular distribution of the incident ions and radicals also affects the shape of the microtrench.