Роль гексафторида серы в травлении нитрида кремния.

Гексафторид серы — это газ с превосходными изоляционными свойствами, часто используемый в высоковольтном гашении дуг и трансформаторах, высоковольтных линиях электропередачи и т. д. Однако, помимо этих функций, гексафторид серы также может использоваться в качестве травителя для электроники. Высокочистый гексафторид серы электронного класса является идеальным травителем для электроники и широко используется в области микроэлектроники. Сегодня редактор раздела «Специальные газы» Ню Жуйде Юэюэ расскажет о применении гексафторида серы в травлении нитрида кремния и о влиянии различных параметров.

Мы обсуждаем процесс плазменного травления SiNx с использованием SF6, включая изменение мощности плазмы, соотношения газов SF6/He и добавление катионного газа O2, рассматриваем его влияние на скорость травления защитного слоя SiNx в тонкопленочных транзисторах, а также анализируем изменения концентрации каждого компонента в плазме SF6/He, SF6/He/O2 и скорости диссоциации SF6 с помощью плазменного спектрометра и исследуем взаимосвязь между изменением скорости травления SiNx и концентрацией компонентов в плазме.

Исследования показали, что при увеличении мощности плазмы скорость травления возрастает; если скорость потока SF6 в плазме увеличивается, концентрация атомов F возрастает и положительно коррелирует со скоростью травления. Кроме того, добавление катионного газа O2 при фиксированной общей скорости потока приводит к увеличению скорости травления, но при различных соотношениях потоков O2/SF6 наблюдаются различные механизмы реакции, которые можно разделить на три части: (1) При очень малом соотношении потоков O2/SF6 O2 способствует диссоциации SF6, и скорость травления в этом случае выше, чем при отсутствии добавления O2. (2) Когда соотношение потоков O2/SF6 превышает 0,2 и приближается к 1, в этом случае, из-за большой диссоциации SF6 с образованием атомов F, скорость травления достигает максимума; но в то же время количество атомов O в плазме также увеличивается, и легко образуется SiOx или SiNxO(yx) с поверхностью пленки SiNx, и чем больше атомов O, тем сложнее будет реакция травления атомов F. Поэтому скорость травления начинает замедляться, когда соотношение O2/SF6 приближается к 1. (3) Когда соотношение O2/SF6 больше 1, скорость травления уменьшается. Из-за значительного увеличения O2 диссоциированные атомы F сталкиваются с O2 и образуют OF, что снижает концентрацию атомов F, что приводит к снижению скорости травления. Из этого видно, что при добавлении O2 соотношение потоков O2/SF6 находится в диапазоне от 0,2 до 0,8, и может быть достигнута наилучшая скорость травления.