
- •1.20 Механизмы травления Si в смеси азотной и Плавиковой кислот.
- •1.21 Анизотропное травление Ge и Si. Примеры трав. Механизмы травления.
- •22.1 Селективное травление п/п
- •2.1 Классификация процессов сухого травления
- •2.2 Особенности ионного и ионно-лучевого травления
- •2.3 Преимущества Процесса сухого травления
- •2.4 Механизмы протекания Плазмо -химическое травления
- •2.5 Структура тлеющего разряда.
- •2.6 Параметры процессов травлении. Степень анизотропии коэффициент анизотропии.
- •2.7 Параметры процессов травления Селективность травления.
- •2.8 Влияние добавок кислорода на рабочую смесь для пхт.
- •2.9 Влияние добавок водорода на рабочую смесь для пхт.
- •2.10 Влияние добавок водорода на рабочую смесь для пхт.
- •2.11 Механизмы диффузии атомов легирующих примесей
- •2.12 Зависимость коэффициента диффузии от технологических параметров.
- •2.14 Первый закон Фика
- •2.15 Второй закон Фика
- •2.16 Диффузия в полубесконечное тело из бесконечного источника.
- •2.17 Диффузия в полубесконечное тело из ограниченного источника.
- •2.18 Традиционная схема проведения процесса термодиффузии 2 Стадии процесса
Какую работу нужно написать?
1.20 Механизмы травления Si в смеси азотной и Плавиковой кислот.
Наиболее широко используемый полирующий травитель для монокристаллического кремния (германия) состоит из смеси плавиковой и азотной кислот.
Существует две точки зрения на возможный механизм травления кремния в смеси плавиковой и азотной кислот. Первая - химическая. Согласно ей процесс травления протекает в две стадии. На первой стадии происходит окисление поверхности кремния, а на второй - растворение образовавшегося оксида. Сначала азотная кислота окисляет поверхность 3Si + HNO3 -» 3SiO2 + 4NO + 2H2O, а затем плавиковая кислота растворяет оксид
SiO2 + 6HF -* H2SiF6 + H2O.
Соотношение HNO3:HF - 1 :4,5 соответствует, с одной стороны, коэффициентам суммарной реакции, а с другой стороны, максимальной скорости травления в рассматриваемой смеси (* 28 мкм/мин). Однако такой подход не объясняет всех особенностей протекания процесса травления.
Вторая точка зрения - электрохимическая. Согласно ей поверхность представляется энергетически неоднородной, вследствие чего на ее микроучастках возможно протекание противоположно направленных реакций - анодной и катодной. Анодная реакция связана с разрывом связей кристаллической решетки и восстановлением кремния с образованием SiO2, а катодная - с выделением водорода (и восстановлением окислителя). Предполагается, что участки с наибольшим числом нарушений связей (границы зерен и блоков, границы включений посторонних фаз, бугры и пики на шлифованной поверхности, выходы дислокаций и пр.) играют роль анодов. Участки с менее нарушенной структурой являются катодами. Между микроскопическими анодами и катодами протекают микротоки.
1.21 Анизотропное травление Ge и Si. Примеры трав. Механизмы травления.
Свойство анизотропии, т.е. зависимость скорости процесса от кристаллографической ориентации, характерно для большинства травителей. Анизотропия скорости травления свойственна даже рассмотренному полирующему травителю, в котором скорость травления плоскостей (111) оказывается ниже скорости травления плоскостей (100).
Предполагается, что анизотропия скорости травления определяется анизотропией поверхностной энергии полупроводникового монокристалла, а стремление кристалла к минимуму поверхностной энергии приводит к зависимости характера и скорости адсорбции реагентов и энергии активации гетерогенного процесса растворения полупроводника в целом от кристаллографической ориентации поверхности.
Характер адсорбции на поверхности кристалла зависит от числа связей, которыми атомы удерживаются на поверхности, энергии этих связей, расстояния между поверхностными атомами. Поэтому можно предположить, что любой процесс, связанный с хемосорбцией (и в том числе с последующим разрывом связей при травлении), будет происходить по-разному на разных поверхностях.
Исследования адсорбции кислорода на чистых поверхностях германия (100), (110) и (111) показали влияние кристаллографической ориентации на хемосорбцию. Особый интерес представляет конфигурация кислородных комплексов на этих поверхностях при заполнении поверхности менее одного монослоя, т.е. на начальных стадиях адсорбции, которая вплоть до 0,7 от монослоя происходит быстро.
Расчеты теплоты образования dH возможных поверхностных комплексов кислород - германий показали, что на поверхности (100) образуются кислородные мостики типа
на поверхности (110) образуются
перекисные группы
З
Таким образом, теплота образования поверхностных комплексов dH и их конфигурация для трех осовныхк кристаллографических направления оказывается разной.
Наиболее широко в качестве анизотропных травителей используются 5 - 30%-ные растворы щелочей (KOH или NaOH) Наряду с растворами щелочей для анизотропного травления используют травители на основе гидразингидрата, а также водный раствор смеси этилевдиамина и пирокатехина.
В настоящее время широкое применение в технологии микроэлектроники находит рельефное анизотропное травление пластин с ориентацией рабочей поверхности в плоскостях (100) и (110).