7. Что такое анизотропия? От чего она зависит?

Под анизотропией понимают преимущественное удаление материала функционального слоя в направлении, перпендикулярном его поверхности. Показатель анизотропии травления определяется по формуле:

А = V_в/V_г = d/b

или

А = 1 – V_г/V_в ,

где d - глубина травления,

b - величина бокового подтравливания функционального слоя под маску,

V_в и V_г – скорости травления функционального слоя в вертикальном и горизонтальном направлениях соответственно.

Анизотропия как и селективность существенно зависит от состава рабочего газа, давления, плотности мощности разряда, а также от характера протекающей гетерогенной реакции (химической или ионностимулированной).

В области низких частот с понижением частоты электрического поля, при прочих одинаковых параметрах разряда, об­ласти пространственного заряда сжимаются, а максимальная энергия ионов, бомбардирующих ВЧ-электрод, возрастает. В тонких приэлектродных оболочках рассеивание ионов значительно меньше и ос­новная доля их движется в направлении приложенного поля. Вероят­но, по этим двум причинам на низких частотах (10-300 кГц) анизо­тропия травления кремния значительно выше той, которая получена на частоте 13,5 МГц.

С уменьшением давления растет и переменное напряжение , что вызвано повышением импеданса приэлектродного слоя. Энер­гия ионов, бомбардирующих подложку, будет расти: с одной стороны, в результате повышения ВЧ-потенциала или его постоянной состав­ляющей, с другой - вследствие уменьшения столкновений ионов в приэлектродной оболочке.

В описанных условиях анизотропия травления резко повышается для всех рассмотренных диапазонов частот электрического поля

8. Схематично изобразите профили травления после жидкостного химического травления и плазменного травления. Объясните отличия в профилях (если они есть).

А) характерно для плазменного травления Si в смеси SF6+O2, обусловлено образованием пассивирующего слоя SiOx на стенках канавки

Б) характерно для изотропного ЖХТ SiO2 в буферном травителе (HF+H2O)

9. Чему равняется потенциал смещения в диодной системе плазменного травления?

Потенциал между плазмой и нижним электродом, на котором расположены подложки, достигает нескольких сот вольт.

10. Запишите формулу для вычисления неравномерности травления.

U =  (V_max – V_min) 100% / 2V_ср ,

где V_max – максимальная скорость травления слоя,

V_min – минимальная скорость травления слоя,

V_ср – средняя скорость травления слоя.

11. Назовите условие(я) необходимое(ы)е для осуществления процесса ионного травления материала.

Ионное травление материала начинается, когда энергия ионов превысит некоторую величину получившую название пороговой энергии распыления. При энергии иона они передают атомам энергию большую, чем энергия смещения атомов в материале .

12. Что такое коэффициент распыления? От чего он зависит?

Коэффициент распыления – число удаляемых атомов на один падающий ион. Зависит прежде всего от энергии и атомной массы иона, энергии сублимации материала, подвергающегося травлению, и угла падения ионного пучка.

К = N_a / N_и ,

где N_a - число выбитых (распыленных) атомов материала; N_и - число ионов, бомбардирующих материал.

13. С чем связано ограничение значений ВЧ-мощности при ионном травлении?

Ограничение связано с низкой термостойкостью органиченских масок, которая ограничивает плотность мощности на ВЧ-электроде и требует эффективного охлаждения подвергаемых травлению образцов. Органические маски не выдерживают длительного воздействия температур выше 423-473 К. Существуют критическая плотность мощности на ВЧ-электрод w_кр., которую выдерживают стандартные фото- и электронорезисты при трех основных способах охлаждения образцов на ВЧ-электроде.