Процессы микро- и нанотехнологий. Ч. 2. Шутов Д.А - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГХТУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

20
SiO
2
+ 6HF → H
2
SiF
6
+ 2H
2
O.
Максимальная скорость травления наблюдается, когда отношение HF:HNO
3
в
растворе в мольных долях равняется 1:4. Для получения воспроизводимых результатов
необходимо интенсивное перемешивание травителя и поддержание постоянной
температуры.
Примеры промышленных травителей
Существует много рецептов травителей, пригодных для различных целей. В
таблице 1 приведены несколько широко применяемых рецептов для кремния:
Таблица 1
Промышленные составы травителей
№
п/п
Состав травителя Характеристика травителя
1. HNO
3
:HF = 3:1 Полирующий травитель. Температура
процесса – не более 30-40
0
С.
2. HNO
3
:HF:CH
3
COOH = 3:1:9 Применяется для травления по любым
кристаллографическим плоскостям.
Температура процесса не более 25
0
C.
3. HNO
3
:HF:CH
3
COOH = 5:3:3 Используется для медленного химического
полирования Si, а также для выявления
дислокаций и p-n-переходов.
4. 20 мл HNO
3
+ 30 мл HF + 10 мл
H
2
O + 1 г Cu(NO
3
)
2
Для быстрой оценки плотности дислокаций
по ямкам травления на всех
кристаллографических плоскостях.
5. 50 мл разбавленного (до 10%)
раствора Сu( NO
3
)
2
+ 2-3 капли
HF
Для выявления границы p-n-перехода в
кристалле. Медь осаждается на участок Si с
меньшим удельным сопротивлением.
6. 15 г CrO
3
+ 35 мл Н
2
O + 15 мл
HF (49%)
Для выявления дислокаций.
Примечание. Для приготовления травильных смесей используются кислоты: азотная
65-70%, плавиковая – 40-49%, уксусная – ледяная.
Сухая обработка — это отжиг (термообработка), ионное, газовое и
плазмохимическое травление.
При термообработке удаляют при высоких температурах адсорбированные
поверхностью пластин загрязнения их разложением и испарением. Отжиг проводят в
термических установках в среде инертного газа или в вакууме непосредственно перед
операциями формирования полупроводниковых или пленочных структур. Термоотжиг
также эффективно используется для целей устранения последствий ионной
имплантации, однако следует помнить, что это высокотемпературный процесс, который
в принципе может повлиять на качество сформированных полупроводниковых структур
в кристалле, особенно при переходе на субмикронные размеры формируемых элементов
микросхем.
Ионное травление - процесс удаления слоев материала вместе с загрязнениями
бомбардировкой его поверхности потоком ионов инертных газов высокой энергии.
Так, при травлении кремния энергия ионов достигает 1-10 кэВ. При бомбардировке
поверхности пластин ионы передают атомам обрабатываемого материала
дополнительные энергию и импульс. Если передаваемая атомам энергия превышает
энергию их химических связей, а сообщаемые импульсы направлены наружу от
поверхности, происходит смещение атомов, их отрыв от поверхности и распыление. 
      SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O.
      Максимальная скорость травления наблюдается, когда отношение HF:HNO3 в
растворе в мольных долях равняется 1:4. Для получения воспроизводимых результатов
необходимо интенсивное перемешивание травителя и поддержание постоянной
температуры.
Примеры промышленных травителей
      Существует много рецептов травителей, пригодных для различных целей. В
таблице 1 приведены несколько широко применяемых рецептов для кремния:
                                                                        Таблица 1
                           Промышленные составы травителей
№
         Состав травителя                     Характеристика травителя
п/п
1. HNO3:HF = 3:1                     Полирующий        травитель.   Температура
                                                               0
                                     процесса – не более 30-40 С.
2.   HNO3:HF:CH3COOH = 3:1:9         Применяется для травления по любым
                                     кристаллографическим            плоскостям.
                                     Температура процесса не более 25 0C.
3.   HNO3:HF:CH3COOH = 5:3:3         Используется для медленного химического
                                     полирования Si, а также для выявления
                                     дислокаций и p-n-переходов.
4.   20 мл HNO3 + 30 мл HF + 10 мл   Для быстрой оценки плотности дислокаций
     H2O + 1 г Cu(NO3)2              по     ямкам       травления    на     всех
                                     кристаллографических плоскостях.
5.    50 мл разбавленного (до 10%)   Для выявления границы p-n-перехода в
      раствора Сu( NO3)2 + 2-3 капли кристалле. Медь осаждается на участок Si с
      HF                             меньшим удельным сопротивлением.
 6. 15 г CrO3 + 35 мл Н2O + 15 мл    Для выявления дислокаций.
      HF (49%)
Примечание. Для приготовления травильных смесей используются кислоты: азотная
65-70%, плавиковая – 40-49%, уксусная – ледяная.
      Сухая обработка — это отжиг (термообработка), ионное, газовое и
плазмохимическое травление.
      При термообработке удаляют при высоких температурах адсорбированные
поверхностью пластин загрязнения их разложением и испарением. Отжиг проводят в
термических установках в среде инертного газа или в вакууме непосредственно перед
операциями формирования полупроводниковых или пленочных структур. Термоотжиг
также эффективно используется для целей устранения последствий ионной
имплантации, однако следует помнить, что это высокотемпературный процесс, который
в принципе может повлиять на качество сформированных полупроводниковых структур
в кристалле, особенно при переходе на субмикронные размеры формируемых элементов
микросхем.
      Ионное травление - процесс удаления слоев материала вместе с загрязнениями
бомбардировкой его поверхности потоком ионов инертных газов высокой энергии.
Так, при травлении кремния энергия ионов достигает 1-10 кэВ. При бомбардировке
поверхности пластин ионы передают атомам обрабатываемого материала
дополнительные энергию и импульс. Если передаваемая атомам энергия превышает
энергию их химических связей, а сообщаемые импульсы направлены наружу от
поверхности, происходит смещение атомов, их отрыв от поверхности и распыление.


                                       20

Страницы