WikiDer > Реактивное ионное травление

Reactive-ion etching
Коммерческая установка реактивного ионного травления в чистом помещении

Реактивное ионное травление (RIE) является травление технология, используемая в микротехнология. RIE - это разновидность сухое травление который имеет характеристики, отличные от мокрое травление. RIE использует химически реактивный плазма удалить материал, отложившийся на вафли. Плазма образуется при низком давление (вакуум) от электромагнитное поле. Высокая энергия ионы из плазмы атакуют поверхность пластины и вступают в реакцию с ней.

Оборудование

Типичная (с параллельными пластинами) система RIE состоит из цилиндрической вакуумной камеры с вафля блюдо, расположенное в нижней части камеры. Вафельный диск электрически изолирован от остальной части камеры. Газ поступает через небольшие входы в верхней части камеры и выходит в вакуумный насос систему через дно. Типы и количество используемого газа различаются в зависимости от процесса травления; например, гексафторид серы обычно используется для травления кремний. Давление газа обычно поддерживается в диапазоне от нескольких миллилитров.торр и несколько сотен миллиторр, регулируя расход газа и / или регулируя выпускное отверстие.

Существуют и другие типы систем RIE, в том числе: индуктивно связанная плазма (ICP) RIE. В этом типе системы плазма генерируется с РФ электрическое магнитное поле. Может быть достигнута очень высокая плотность плазмы, хотя профили травления обычно более изотропны.

Возможна комбинация параллельной пластины и РИЭ с индуктивно связанной плазмой. В этой системе ICP используется как источник ионов с высокой плотностью, который увеличивает скорость травления, тогда как отдельное высокочастотное смещение применяется к подложке (кремниевой пластине) для создания направленных электрических полей около подложки для достижения более анизотропных профилей травления.

Метод работы

Реактивное ионное травление (внизу) по сравнению с фотохимическое травление (центр)
Схема стандартной установки RIE. RIE состоит из двух электродов (1 и 4), которые создают электрическое поле (3), предназначенное для ускорения ионов (2) к поверхности образцов (5).

Плазма инициируется в системе за счет применения сильного ВЧ (радиочастота) электромагнитное поле к пластине пластины. В поле обычно устанавливается частота 13.56 Мегагерцы, применяется в несколько сотен Вт. Осциллирующее электрическое поле ионизирует молекулы газа, лишая их электронов, создавая плазма.

В каждом цикле поля электроны электрически ускоряются вверх и вниз в камере, иногда ударяясь как о верхнюю стенку камеры, так и о пластину пластины. В то же время более массивные ионы относительно мало двигаются в ответ на электрическое поле ВЧ. Когда электроны поглощаются стенками камеры, они просто выводятся на землю и не изменяют электронного состояния системы. Однако электроны, осевшие на пластине пластины, заставляют пластину накапливать заряд из-за изоляции постоянного тока. Этот накопленный заряд вызывает большое отрицательное напряжение на пластине, обычно около нескольких сотен вольт. Сама плазма развивает слегка положительный заряд из-за более высокой концентрации положительных ионов по сравнению со свободными электронами.

Из-за большой разницы напряжений положительные ионы имеют тенденцию дрейфовать к пластине пластины, где они сталкиваются с образцами, подлежащими травлению. Ионы химически реагируют с материалами на поверхности образцов, но также могут выбивать (брызгать) некоторые материалы, передав некоторые из своих кинетическая энергия. Из-за в основном вертикальной доставки реактивных ионов реактивное ионное травление может производить очень анизотропный профили травления, которые контрастируют с типичными изотропный профили влажное химическое травление.

Условия травления в системе RIE сильно зависят от многих параметров процесса, таких как давление, потоки газа и ВЧ-мощность. Модифицированная версия RIE глубокое реактивно-ионное травление, используется для раскопок глубоких объектов.

Смотрите также

внешняя ссылка