清洁SiO₂原子层蚀刻,基于高沸点 perfluorocarbon 的物理吸收

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 半导体制造业 半导体制造业

背景情况:

• 原子层蚀刻 (ALE) 对于精确的半导体制造至关重要.
• 在蚀刻不同材料 (如SiO2和Si3N4) 中实现高选择性仍然是一个挑战.
• 高沸点完全化碳 (HBP PFC) 提供了基于物理吸收的选择性蚀刻的潜力.

研究的目的:

• 通过使用HBP PFCs来评估对Si3N4有选择性的SiO2 ALE过程.
• 为了研究基板温度对蚀刻深度和选择性的影响.
• 为了优化脱吸条件,并解决实现异型蚀刻的挑战.

主要方法:

• 使用的HBPPPFCs (C5F8,C7F14,C6F6,C7F8) 用于SiO2 ALE.
• 基板温度在20°C和-20°C之间变化.
• 优化了脱吸时间和离子轰炸能量.
• 包含一个O2降温步骤.

主要成果:

• 将温度降低到-20°C显著增加了每周期的SiO2蚀刻深度 (EPC).
• 实现了近乎无限的SiO2 / Si3N4蚀刻选择性.
• 通过添加一个O2下降阶段,防止侧墙吸附,实现了无异性SiO2蚀刻.

结论:

• HBP PFC 能够在 Si3N4 上实现高度选择性的 SiO2 ALE.
• 温度控制和O2下降阶段是异性蚀刻的关键.
• 这种ALE工艺为半导体制造提供了稳定性和可靠性.