反应离子刻蚀

反应离子刻蚀ReactiveIonEtching刻蚀方法简介RIE刻蚀原理RIE刻蚀术语RIE刻蚀的工艺优化RIE刻蚀机RIE刻蚀不足与损伤刻蚀技术湿法干法化学刻蚀电解刻蚀离子束溅射刻蚀（物理作用）等离子体刻蚀（化学作用）反应离子刻蚀（物理化学作用）刻蚀技术分类：干法刻蚀特点:利用刻蚀气体辉光放电形成的等离子体进行刻蚀。优点:各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。缺点：成本高，设备复杂。ReactiveIonEtching什么是反应离子刻蚀？是一种微电子干法腐蚀工艺。原理：当在平板电极之间施加高频电压时会产生数百微米厚的离子层，在其中放入试样，离子高速撞击试样而完成化学反应刻蚀。反应离子刻蚀（物理化学作用）•机理：物理性的离子轰击和化学反应相结合实现的刻蚀。离子轰击改善化学刻蚀作用。•设备：反应离子刻蚀机（RIE)传统的RIE设备结构简单、价格较低廉。通过适当选择反应气体、气压、流量和射频功率，可以得到较快的刻蚀速率和良好的各向异性。•特点：.选择比较高；各向异性较好；刻蚀速度较快离子轰击的作用A.离子轰击将被刻蚀材料表面的原子键破坏使化学反应增强。B.再将淀积于被刻蚀表面的产物或聚合物打掉反应离子刻蚀在RIE设备中，使用非对称腔体。为了保持电流连续性，小电极处应有更高的电场(更高的RF电流密度）。自由基反应各向同性刻蚀，高能离子轰击各向异性刻蚀光刻抑制剂沉积或形成刻蚀抑制剂沉积或形成刻蚀反复进行最终形状(a)抑制剂沉积速率比刻蚀速率快(a)抑制剂沉积速率比刻蚀速率慢刻蚀过程示意图反复进行为了获得高度的各项异性，通常利用侧壁钝化技术，即在刻蚀露出的侧壁上形成聚合物或二氧化硅保护膜，使侧壁不受刻蚀RIE刻蚀术语刻蚀速率选择比刻蚀均匀性刻蚀剖面RIE工艺参数的优化刻蚀工艺参数：射频功率、腔体压强、气体流量等1.若物理作用占主导则刻蚀损伤较大；2.若化学作用占主导则刻蚀速度较慢，各项同性，表面粗糙。因此，选择最优的刻蚀参数的组合可以在保证表面光滑和一定的速率和方向性。条件结果待处理材料通入气体刻蚀速率(nm/min)SiO2CHF3、O245.66GaAsBCl3400AlAsBCl3350DBRBCl3340Pt电极SF6、O212.4Si3N4CHF3、CF4、O240SiSF6、C4F8300•工作气压较高，离子沾污较大。RIE的不足•射频等离子体的离化率较低.•刻蚀速度↑→等离子体密度↑，但同时离子轰击的能量↑，→轰击损伤↑;•线条↓，深宽比↑；气压↓→离子的自由程↑→刻蚀的垂直度↑，但刻蚀效率↓。RIE中的物理损伤和杂质驱进在含碳的RIE刻蚀后，顶部30埃由于大量的Si-C键缺陷引起大量损伤，严重损伤可达300埃深。三级式反应离子刻蚀机解决RIE离子能量随等离子体密度增加使得刻蚀效率变差的问题。它有三个电极可以将等离子体的产生与离子的加速分开控制。磁场强化活性离子刻蚀机（MERIE）在传统RIE的基础上加上永久性的磁铁或线圈，产生与晶片平行、与电场垂直的磁场谢谢