工艺参数对类金刚石薄膜刻蚀速率的影响

2009-03-07 吴卫东 中国工程物理研究院激光聚变研究中心

       图3 所示不同刻蚀时间与刻蚀速率的关系,从图上可看出,各时间段内的平均刻蚀速率都在0.08μm·min-1左右,变化不大。说明ECR微波反应离子刻蚀类金刚石薄膜具有较高的刻蚀速率,且能够长时间稳定运行,所以用ECR 微波反应离子刻蚀设备研究类金刚石薄膜刻蚀规律是极好的选择。

刻蚀率与刻蚀时间的关系 

图3  刻蚀率与刻蚀准确时间的社会关系          图4 提示有Al掩膜对刻蚀速度的导致到。有Al掩膜的样本是图2制作加工制作新工艺 中第5步样本,即在镀有类金刚石聚酰亚胺膜的硅片上再溅射一二层Al膜,经光刻、去胶、化工金属腐蚀,使Al 膜产生要刻的微型式,其下的类金刚石聚酰亚胺膜极好无损音乐。无铝掩膜的样本是图2制作加工制作新工艺 中第2 步样本,即在硅片上只镀有类金刚石聚酰亚胺膜。从图4上可得知,有铝掩膜的刻蚀速度曲线方程首要压根重叠。表明在想同必要条件下,有铝掩膜对刻蚀速度导致到太小,所以在类金刚石聚酰亚胺膜上溅射的Al掩膜薄,仅有一百多个纳米级厚,在刻蚀时影响边际效应很弱,就能够缺少不算。在研究分析类金刚石聚酰亚胺膜刻蚀有原则时,压根就能够用没掩膜的样本带换有掩膜的样本,这即简化版制作加工制作新工艺 又影响了研究投资成本。

有铝和无铝掩膜的刻蚀率曲线 

图4  有铝和无铝掩膜的刻蚀率曲线方程

        图5是Ar/O2体积混合比与刻蚀速率的规律曲线。刻蚀条件:工作气压为919 ×10-2Pa ,偏压为-90V,气体总流量为4sccm ,微波源电流80mA,时间为1h。从图5中可看出,当气体流量不变时,随着Ar气体积百分含量的增大,刻蚀速率逐渐下降。因为类金刚石薄膜的主要成分是C 和H ,易与氧离子和活性氧原子发生反应,生成CO、CO2 和H2O。Ar气是惰性气体,不与类金刚石薄膜发生化学反应。

Ar/ O2比与刻蚀速率的关系 

图5  Ar/O2比与刻蚀速率单位的感情         加在基低上的偏压较低,任何给氩化合物的快速交流电压较小,氩化合物的能源低,对基低的物理化学刻蚀效应还可以忘记。另一,Ar 气即使有较大的的碰撞检测现象载面,是在较低的业务压力下,与氧共价键碰撞检测现象机率小,不明显的升高co2的离解率,怎么会是因为Ar气的参入活性酶化合物孔隙率调低了。说在刻蚀操作过程中,参入Ar气不必须会起着正反两面疗效。

负偏压与刻蚀率的关系 

图6  负偏压与刻蚀率的的联系           图6是负偏压与刻蚀传输效率期间的关系的。氩气与二氧化碳的占比为1∶1,其他一些刻蚀状况同上。刻蚀率随负偏压的大先大后缩小。在负偏压较低时,发生变化负偏压的大,加在电离窗子和基低间的直流电压大,正铝化合物的弹性势能大,所有正铝化合物以不大的效率向基低运行,在的单位周期内去往样板单单从外面的吸附性正铝化合物数为越来越多,刻蚀率大;但有当负偏压过高时,正铝化合物的弹性势能很高,就就会部份氧正铝化合物侵入到样板里 ,使类金刚石透明膜炭化,单单从外面进行的一层黑而发胀的碳膜,使刻蚀率越来越低。

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