提高Si₃N₄在低射频功率中对SiO₂的选择性NF₃-O₂反应离子蚀刻:NO表面反应的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 等离子体物理学的物理学
• 表面化学 表面化学

背景情况:

• 化 (Si3N4) 和二氧化 (SiO2) 的选择性蚀刻对于半导体制造至关重要.
• 现有的方法需要精确的模式和成本效益.

研究的目的:

• 通过使用NF3/O2射频发光放电来研究Si3N4对SiO2的蚀刻选择性.
• 确定等离子体参数对蚀刻速率和选择性的影响.
• 阐明控制选择性的表面机制.

主要方法:

• 在NF3/O2等离子体中对Si3N4和SiO2蚀刻的实验研究.
• 使用无线电频率发光放电.
• 用X射线光电子光谱 (XPS) 和四极质谱 (QMS) 来进行表面分析.

主要成果:

• 蚀刻速率显示出对源和偏差功率的线性依赖.
• 蚀刻选择性受到等离子体功率和气体混合物比率 (NF3/O2) 的影响.
• 通过影响表面反应,降低功率与优化气体比提高选择性.

结论:

• 选择性可以通过操纵等离子体功率和气体比率来控制.
• 表面氧化和减少,由增加O2流量驱动,改变选择性.
• 通过NO氧化形成SiOxNy键是增强Si3N4对SiO2.2选择性的关键机制.