Краткие теоретические сведения. по лабораторной работе №3

В ходе выполнения лабораторной работы мы использовали метод ионно-лучевого травления, поэтому разберём его подробнее.

Как ионно-плазменное, так и ионно-лучевое травление основаны на использовании образующихся в процессе разряда высокоэнергетических ( эВ) ионов инертного газа, в нашем случае мы использовали ионы Ar⁺. Ионно-плазменное травление проще всего осуществить в высокочастотной диодной системе, схема которой представлена на рис. 2. Материал, подвергаемый травлению, закрепляется на запитываемом электроде и бомбардируется притягиваемыми из плазмы ионами.

Рис. 2. Высокочастотная диодная система для реактивного ионного травления.

1 - Рабочий газ; 2 - К насосу; 3 – Подложка; 4 – Катод; 5 - Заземленный экран; 6 - Источник ВЧ-напряжения.

В методе ионно-лучевого травления источником ионов обычно является разряд постоянного тока, ограничиваемый магнитным полем, причем область разряда физически отделена от стравливаемой подложки системой сеток (электродов), на которые подаются потенциалы смещения, обеспечивающие экстрагирование ионного пучка (Аг⁺) из разряда. Для обеспечения используемых на практике плотностей тока пучка ( мА/см²) требуется сообщать нонам энергию выше 500 В. Для нейтрализации ионного пучка на его пути размещается разогреваемая нить накала, инжектирующая в пучок электроны низких энергий.

Хотя и ионно-плазменное, и ионно-лучевое травление обеспечивают в потенциале высокое разрешение, они не получили широкого применения в технологии СБИС. Основной причиной этого является неудовлетворительная селективность травления.

Реактивное ионное и реактивное ионно-лучевое травление.

Реактивное ионное травление, называемое также реактивным ионно-плазменным травлением, осуществляется в реакторах, аналогичных применяемым для ионно-плазменного травления. Однако в реактивном ионном травлении вместо плазмы инертного газа используется разряд в молекулярных газах аналогично тому, как это осуществляется при плазменном травлении.

Особенностями метода являются: асимметричные электроды (т.е. отношение площади катода к площади заземленной поверхности намного меньше 1); размещение подложек на запитываемом электроде; относительно низкие рабочие давления (0,133-13,3 Па).

Каждая из перечисленных особенностей метода обуславливает относительно высокую энергию ионов, бомбардирующих поверхность подложки в процессе травления. Низкие рабочие давления, используемые при реактивном ионном травлении, приводят к необходимости применения более сложных откачных систем и низких скоростей подачи рабочего газа ( см³/мин при стандартных температуре и давлении). В остальном, системы реактивного ионного травления сходны с реакторами для плазменного травления с параллельным расположением электродов.

При реактивном ионно-лучевом травлении применяется оборудование, сходное с оборудованием, используемым при ионно-лучевом травлении. Аналогичными являются и рабочие характеристики. Однако вместо инертных газов источником ионов служат молекулярные газы - так же, как в методах плазменного и реактивного ионного травления.