等离子体刻蚀

● 集成电路的发展

1958年：第一个锗集成电路

1961年：集成8个元件

目前：集成20亿个元件

对比：

第一台计算机（EN IAC，1946），18000 只电子管, 重达30 吨, 占地180 平方米, 耗电150 千瓦。

奔II芯片：7.5百万个晶体管

● 集成电路发展的基本规律

穆尔法则：硅集成电路单位面积上的晶体管数，每18个月翻一番，特征尺寸下降一半。

集成度随时间的增长：

特征长度随时间的下降：

● 集成电路制造与等离子体刻蚀

集成电路本质：微小晶体管，MOS场效应管的集成

微小晶体管，MOS场的制作：硅片上微结构制作----槽、孔

早期工艺：化学液体腐蚀----湿法工艺

5微米以上

缺点: (a)腐蚀性残液----->降低器件稳定性、寿命

(b)各向同性

(c)耗水量大（why）

(d)环境污染

随着特征尺寸的下降，湿法工艺不能满足要求，寻求新的工艺---->

等离子体干法刻蚀，在1969引入半导体加工，在70年代开始广泛应用。

● 等离子体刻蚀过程、原理：

例：CF4的分解、电离过程

刻蚀三个阶段

(1) 刻蚀物质的吸附、反应

(2) 挥发性产物的形成;

(3) 产物的脱附,

氯等离子体刻蚀硅反应过程

Cl2→ Cl+Cl

Si（表面）+2Cl→ SiCl2

SiCl2 +2Cl →SiCl4（why）

CF4等离子体刻蚀SiO2反应过程

离子轰击作用

三种主要作用

（1）化学增强物理溅射(Chemical en2hanced physical sputtering)

例如,含氟的等离子体在硅表面形成的SiFx 基与元素Si 相比,其键合能比较低,因而在离子轰击时具有较高的溅射几率,

（2）晶格损伤诱导化学反应(damage - induced chemical reaction)

离子轰击产生的晶格损伤使基片表面与气体物质的反应速率增大

本文发布于:2024-09-20 21:18:56，感谢您对本站的认可！

标签：等离子体刻蚀工艺物质反应过程溅射

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