在室温下对HfO2进行无素无异型原子层蚀刻
Shih-Nan Hsiao1, Pak-Man Yiu2,3, Li-Chun Chang2,3
1Center for Low-temperature Plasma Sciences Nagoya University Nagoya 464-8603 Japan.
Small science
|October 8, 2025
概括
一种新的原子层蚀刻 (ALE) 工艺可以在室温下精确地蚀刻氧化 (HfO2) 膜. 这种非素方法利用和氧等离子体来制造更流,超薄的半导体设备.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
- 半导体制造业 半导体制造业
背景情况:
- 氧化物 (HfO2) 对于先进的超薄半导体设备至关重要.
- 目前的HfO2蚀刻方法由于非易失性副产品而面临精度和表面光滑方面的挑战.
- 基于素的蚀刻化学品通常会在室温下产生不良反应产物.
研究的目的:
- 为HfO2薄膜开发一个简单的,室温原子层蚀刻 (ALE) 工艺.
- 为了克服传统蚀刻技术中非挥发性反应产品的局限性.
- 在没有危险化学品的情况下,在HfO2蚀刻过程中实现原子级精度和表面光滑.
主要方法:
- 一个循环ALE过程,涉及通过N2等离子中的N+离子轰炸进行表面化.
- 随后进行O2等离子处理,去除化层,形成挥发性副产品 (可能是酸).
- 作为N+离子能量的函数,对每个循环的蚀刻深度的研究.
主要成果:
- 实现了HfO2精确的亚原子级蚀刻,蚀刻深度从0.23到1.07 Å/周期.
- 证明了显著的表面光滑,在20个循环后将粗度降低了60%.
- 该过程在室温下有效运行,无需基于素的化学品.
结论:
- 开发的ALE工艺为HfO2蚀刻提供了一种可持续和精确的方法.
- 这种技术使得基于氧化物制造的先进功能设备能够制造出具有改善表面形态的先进功能设备.
- 拟议的机制有可能扩展到其他过渡金属氧化物,减少有毒废物产生.
相关概念视频
03:01Halogens
23.3K
Group 17 elements, known as halogens, are nonmetals. At room temperature, fluorine and chlorine are gases, bromine is a liquid, and iodine a solid. Astatine is a highly unstable radioactive element, so currently, most of its properties are unknown due to its short half-life. Tennessine is a synthetic element also predicted to be in this group.
23.3K
03:08Hydroboration-Oxidation of Alkenes
11.1K
In addition to the oxymercuration–demercuration method, which converts the alkenes to alcohols with Markovnikov orientation, a complementary hydroboration-oxidation method yields the anti-Markovnikov product. The hydroboration reaction, discovered in 1959 by H.C. Brown, involves the addition of a B–H bond of borane to an alkene giving an organoborane intermediate. The oxidation of this intermediate with basic hydrogen peroxide forms an alcohol.
11.1K