论文部分内容阅读
随着制造加工技术的进步,微电子工艺不断向前发展。刻蚀工艺不仅作为微电子工艺中的关键技术一直受到人们的关注,而且在新兴的微机电系统,光电集成系统等微细加工中也将得到重要应用。等离子体干法刻蚀在硅器件的微细加工中已经得到广泛应用,目前研究的焦点集中在化合物半导体。为获得化合物半导体InSb-In薄膜的干法刻蚀,本文研究了感应耦合等离子体(ICP)技术,制作一套ICP干法刻蚀装置,测量各种工艺条件下的等离子体参数,利用CHClF2等离子体刻蚀InSb-In薄膜,获得了较好的实验结果。 利用单探针和双探针诊断30mm高反应室和50mm高反应室在各种工艺条件下的离子密度和电子温度,得到这两个参数在反应室轴向位置的空间分布、随功率和气压的变化曲线、顶盖接地和反应室体积对它们的影响,结果表明离子密度为108~1010cm-3,电子温度在4~10eV之间;当顶盖接地时,该处的等离子体密度明显大于不接地;在同样条件下,50mm高反应室内的离子密度明显大于30mm高反应室。这些结论为设计ICP刻蚀系统的反应室、选择合适的刻蚀工艺提供了科学的根据。 通过对探针诊断结果的分析,设计并制作一套ICP刻蚀系统,重点研究ICP耦合天线通过射频匹配器与射频功率源的匹配问题,得到很好的匹配效果,在射频输出功率为500W以内时,反射功率小于10W。 在自制的ICP干法刻蚀系统中用CHClF2等离子体对InSb-In材料实现了干法刻蚀,通过对刻蚀样品的SEM分析,观察到刻蚀后的侧壁光滑平整,有良好的各向异性。通过实验确定该条件下CHClF2等离子体刻蚀InSb-In的最佳工艺,并分析探讨CHClF2等离子体刻蚀InSb-In薄膜的机理。 本文工作为半导体材料的干法刻蚀和ICP刻蚀系统的开发应用奠定了基础。