SiO2薄膜的刻蚀机理

来源:中国科学院半导体研究所 #SiO2刻蚀# #干法刻蚀# #化学方程#
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本文介绍了SiO2薄膜的刻蚀机理。

干法刻蚀SiO2的化学方程式怎么写?刻蚀的过程是怎么样的?

干法刻氧化硅的化学方程式?

如上图,以F系气体刻蚀为例,反应的方程式为:

SiO2(s)+ CxFy +Ar(+)>SiF4 (g)+ CO(g)

CxFy是来自刻蚀气体(如CF₄、CHF₃)解离产生的氟自由基,用于氧化硅的化学刻蚀。

Ar(+)是被加速的高能离子,起到物理轰击的作用。

SiF4 :四氟化硅,气相形式的挥发性产物。

CO:一氧化碳,副产物。

红色箭头代表离子轰击,高能离子轰击表面,破坏SiO₂分子的键,为自由基提供更多反应位点,同时起到“方向性”作用,使刻蚀更具各向异性。

绿色箭头代表氟自由基,即CxFy。Ar离子轰击与化学刻蚀的结合,才能显著提高刻蚀速率。单一的物理或化学机制均不足以实现高效刻蚀。

离子与中性粒子比值对反应速率的影响

如上图:

中性粒子(自由基)浓度:Ar(+)浓度:当比值较低时,刻蚀速率主要受自由基的浓度限制。在高比值时,Ar离子轰击成为限制因素,刻蚀速率趋于饱和。

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责编: 赵碧莹
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