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。     

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。     

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。     

CF4/Ar等离子体刻蚀中入射角对SiO2刻蚀速率的影响

在CF4/Ar的感应耦合等离子体中,用"法拉第筒"式的方法研究了SiO2刻蚀速率与不同离子入射角度之间的关系.在所施加的-20～300V射频偏压范围内,SiO2基片的归一化刻蚀速率(NER)呈现两种情况,当偏压值＜100V时,归一化刻蚀速率的大小与基片倾斜角度θ符合余弦曲线规律;当偏压值＞100V时,θ在15°～60°范围内,归一化刻蚀速率的大小在大于相应的余弦值,θ＞60°时归一化刻蚀速率快速下降,在90°附近SiO2表面出现聚合物沉积.θ＜60°时,SiO2的表面刻蚀主要决定于入射离子与基片表面间的能量转换,转换能量的大小深刻地影响着SiO2的刻蚀速率,同时也影响形成于基片表面的碳氟聚合物的去除速率.     

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.     

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.     

基于CF_4/Ar高密度感应耦合等离子体的BZN薄膜的刻蚀工艺研究

使用CF4/Ar高密度感应耦合等离子体(ICP)对磁控溅射法制得的铌酸锌铋(BZN)薄膜进行了干法刻蚀工艺研究。分析了BZN薄膜的刻蚀速率随工艺气体流量比、总流量和工作压强的改变而出现极大值的原因,展示了BZN薄膜的刻蚀速率随ICP功率的增大而线性增加的趋势。研究结果表明,使用CF4/Ar感应耦合等离子体对BZN薄膜进行刻蚀的机理为物理辅助的化学反应刻蚀。BZN薄膜的最佳刻蚀工艺参数为CF4/Ar流量比3/2、总流量25sccm、工作压强1.33Pa、ICP功率800W,使用此参数对BZN薄膜进行刻蚀,最大刻蚀速率为26nm/min,刻蚀后薄膜边缘齐整、表面光滑、形状完整。     

C_(4)F_(6)/SF_(6)混合气体对硅基材料的ICP刻蚀工艺研究北大核心CSCD

为避免深硅刻蚀工艺所引起的扇贝纹效应,同时减少其工艺气体所带来的温室效应,本文将新一代环保电子刻蚀气C4F6引入硅刻蚀工艺,采用刻蚀与钝化同步进行的伪Bosch工艺刻蚀硅槽孔。研究了ICP功率、RIE功率、腔体压强和C_(4)F_(6)/SF_(6)气体流量比对刻蚀速率、光刻胶/硅刻蚀选择比及刻蚀形貌的影响。结果表明,一定程度增加ICP功率和RIE功率可分别提高等离子体密度和物理轰击刻蚀作用;腔体压强对粒子平均自由径有较大影响;而C4F6流量的增加可加强刻蚀侧壁保护机制。通过综合优化工艺参数,获得了2.8μm/min硅刻蚀速率,3.1的光刻胶/硅刻蚀选择比和侧壁平坦,表面光滑,垂直度高的刻蚀形貌。     

硅基外延β-SiC薄膜在不同刻蚀气体中的等离子体刻蚀研究

用等离子体刻蚀（PE)工艺，以四氟化碳（CF4）和六氟化硫（SF6）以及它们与氧气（O2）的混合气体作为刻蚀气体分别对Si基外延生长的β-SiC单晶薄膜进行了刻蚀工艺研究。结果表明在同样刻蚀工艺条件下，以SF6＋O2作为刻蚀气体要比以CF4＋O2作为刻蚀气体具有更高的刻蚀速率；在任何气体混合比条件下经SF6＋O2刻蚀后的样品表面都不会产生富碳（C）表面的残余SiC层；而经CF4＋O2刻蚀后的样品表面是否产生富C表面残余SiC层则与气体混合比条件有关，但刻蚀后的样品表面更为细腻。文中还对不同刻蚀气体下的刻蚀产物进行了讨论比较。     

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。     

ICP刻蚀技术在808nm激光器中的应用

主要分析了不同工艺参数对于刻蚀图形的影响，包括刻蚀侧壁角度，刻蚀表面平整度，选择比，侧向钻蚀等几个方面，及ICP刻蚀对激光器性能的影响，通过对翔蚀图形的控制，使2寸片内均匀性〈±5％，侧壁角达到79°～81°。     

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。     

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。     

Cl2/BCl3 ICP刻蚀蓝宝石研究靠

由于GaN单晶制备比较困难，通常氮化物光电子器件都是制备在蓝宝石衬底上的，而氮化物和蓝宝石大的晶格失配和热膨胀系数的差别，使得在衬底上生长的氮化物材料位错和缺陷密度较大，影响了器件的发光效率和寿命。PSS技术可以有效地减少外延材料的位错和缺陷，在氮化物器件制备中得到了广泛的应用。但是由于蓝宝石很高的硬度和化学稳定性，使其刻蚀难度较大。本文研究了ICP刻蚀蓝宝石中工艺参数对蓝宝石刻蚀速率的影响规律，所用气体为Cl2／BCl3，研究结果表明，蓝宝石的刻蚀速率随着ICP功率、RF功率和气体总流量的增大单调增大；随着压强的减小首先增大，继而减小。当BCl3比例为80％时，刻蚀速率最大。在BCl3流量为80sccm，Cl2流量为20sccm，ICP功率为2500W，RF功率为500W，压强为0．9Pa，温度为60℃时刻蚀速率达到最大值217nm／min。     

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.     

质点网格法电感耦合等离子体数学模型

建立了一个研究电感耦合等离子体源(ICPS)特性的数学模型,叙述了质点网格(PIC)法的原理.给出了PIC法的计算方法,指出PIC法必须与蒙特卡罗碰撞(MCC)模型和鞘层模型相结合,才能更准确地对ICPS进行模拟.文中讨论了不同参数(天线的位置和匝数,反应室高宽比等)对等离子体密度分布和电场强度分布的影响.根据模拟的结果,提出了改善等离子体均匀性的方法,这对高密度平面等离子体源的设计具有重要意义.     

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.     

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。