Wie korrodieren F-haltiges Gas Silizium?

Wir wissen, dass XEF2 und SF6, die F enthalten, beide als Siliziumkorrosionsgase verwendet werden, XEF2 häufig als isotropes Siliziumkorrosionsgas verwendet wird und SF6 häufig mit CF4 als Siliziumanisotrop -Korrosionsgas verwendet wird, so können XEF2 und SF6 miteinander ersetzt werden?

Die Antwort ist nein. Der grundlegende Grund ist, dass der Reaktionsmechanismus der beiden unterschiedlich ist. XEF2 ist eine Verbindung auf Fluorbasis, die spontan mit Silizium bei Raumtemperatur mit schneller Geschwindigkeit reagiert. Zusätzlich zur isotropen Korrosion von Silizium kann auch trockene Korrosion von GE und SIGE durchgeführt werden. Die Gleichung für die chemische Reaktion lautet:

2 xef₂(g)+si (s) → sif₄(g) +2 xe (g)

0021-02983 TXZ Inner Shield

Diese Reaktion erfordert keine externe Energie, um die Aktivierungsenergie der Reaktion zu erhöhen, sodass XEF2 -korrosives Silizium die Eigenschaften niedriger Kosten aufweist. Gleichzeitig sind die Nebenprodukte der Produktion, SIF4 und XE, flüchtige Gase, die leicht entladen sind. SF6 ist auch eine Verbindung auf Fluorbasis, aber es ist fast unmöglich, bei Raumtemperatur spontan mit Silizium zu reagieren, so dass SF6 mit Hilfe der externen Funkfrequenz ionisiert wird, um F* freie Radikale zu erhalten. Die Gleichung für die Reaktion zwischen SF6 und Si ist:

(1) SF → SF_x⁺+F^*+F^-+Sf₆^*

(2)F^*+Si → Sif₄↑

Diese Reaktion erfordert die Beteiligung der Funkfrequenz, keine reine chemische Reaktion, sondern eine plasma -physikalisch -chemische Reaktion

Reaktion.

图 1 XEF2 和 SF6 分子结构示意图

Aufgrund der unterschiedlichen Mechanismen, mit denen XEF2 und SF6 -Ätz -Silizium auch verschiedene Optionen für die Auswahl einer Maskierungsschicht gibt. Das Ätzauswahlverhältnis von XEF2 in reinen chemischen Reaktionen mit Si und SiO2 beträgt mehr als 1000: 1, während die Ätzoption von SF6 in RIE -Ätzen mit Si und SiO2 im Allgemeinen weniger als 100: 1 beträgt. Dies bedeutet, dass XEF2 im tiefen Siliziumprozess die geeignete Dicke von SiO2 als einzelne Maskierungsschicht entsprechend dem Selektionsverhältnis auswählen kann, während SF6 im Allgemeinen nicht als einzelne Maskierungsschicht für DRIE verwendet werden kann und eine zusammengesetzte Maskierungsschicht mit Fotoresist bilden muss.

Abb.2 schematisches Diagramm der isotropen und anisotropen Korrosion von Silizium

0021-35753 Ringisolator TXZ 150 mm SMF

XEF2 -Ätzen von Silizium ist eine reine chemische Reaktion. Gasmoleküle können nur zur Korrosion durch Diffusion und Adsorption auf der Siliziumoberfläche reagieren. Diese Reaktion hat daher einen offensichtlicheren Größeneffekt, dh umso kleiner die Ätzgröße, desto langsamer die Ätzrate. Bei der Gestaltung der Chip -Grafikstruktur sollte daher beachtet werden, dass die Linienbreite und der Abstand in verschiedenen Bereichen nicht zu unterschiedlich sind.

Gleichzeitig besteht die optimale Möglichkeit für das XEF2-Ätzen von Silizium darin, die Impulsbeatmung zu verwenden, um die Ätzkammer schnell aufzublasen und zu pumpen, damit die Gasmoleküle eine bessere Durchdringung aufweisen und in einen kleineren Ätzbereich eintreten können, und der schnelle Zyklus kann die Entladung von Nebenprodukten beschleunigen, wodurch die Größe der Größe hemmt.