摘 要: | 本文研究了在SF_6、CBrF_3和CHF_3与氧相混合的几种氟化气体等离子体中,SiC薄膜反应离子刻蚀(RIE)的深度。通过监测射频等离子体的光发射谱及产生等离子体的直流偏压来研究刻蚀机理。为了更精确地定量分析刻蚀工艺,使用氩光能测定技术使等离子发射强度转换为相应的等离子物质浓度。为获得选择性的SiC-Si刻蚀及SiC薄膜的各向异性图形,对等离子体条件,如气体混合物的构成、压力和功率进行了研究。首次采用CBrF_3/75%O_2和CHF_3/90%O_2,在等离子条件为200W,20sccm,20mtorr时,得到了SiC:Si的刻蚀速率的比值大于1。最好的各向异性截面是在RIE方式下,采用CHF_3气体获得的。一个约-300V的直流偏压临界值,对于SiC刻蚀速率的限制区域分为化学和物理控制。对于所有气体,均在刻蚀后的SiC膜上发现了富碳的表面。氟化气体中SiC的刻蚀机理可从加载实验、表面分析及其他刻蚀现象中推断出来。文中给出了碳和氧之间发生化学反应的证据,而氟和碳之间发生化学反应的证据却没有观察到。通过实验,提出了一种化学和物理刻蚀相结合的模型。而为理解刻蚀截面,提出了碳保护的机理。
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