利用氟化气体和氧气的混和物进行SiC薄膜的反应离子刻蚀

本文研究了在ＳＦ＿６、ＣＢｒＦ＿３和ＣＨＦ＿３与氧相混合的几种氟化气体等离子体中，ＳｉＣ薄膜反应离子刻蚀（ＲＩＥ）的深度。通过监测射频等离子体的光发射谱及产生等离子体的直流偏压来研究刻蚀机理。为了更精确地定量分析刻蚀工艺，使用氩光能测定技术使等离子发射强度转换为相应的等离子物质浓度。为获得选择性的ＳｉＣ－Ｓｉ刻蚀及ＳｉＣ薄膜的各向异性图形，对等离子体条件，如气体混合物的构成、压力和功率进行了研究。首次采用ＣＢｒＦ＿３／７５％Ｏ＿２和ＣＨＦ＿３／９０％Ｏ＿２，在等离子条件为２００Ｗ，２０ｓｃｃｍ，２０ｍｔｏｒｒ时，得到了ＳｉＣ：Ｓｉ的刻蚀速率的比值大于１。最好的各向异性截面是在ＲＩＥ方式下，采用ＣＨＦ＿３气体获得的。一个约－３００Ｖ的直流偏压临界值，对于ＳｉＣ刻蚀速率的限制区域分为化学和物理控制。对于所有气体，均在刻蚀后的ＳｉＣ膜上发现了富碳的表面。氟化气体中ＳｉＣ的刻蚀机理可从加载实验、表面分析及其他刻蚀现象中推断出来。文中给出了碳和氧之间发生化学反应的证据，而氟和碳之间发生化学反应的证据却没有观察到。通过实验，提出了一种化学和物理刻蚀相结合的模型。而为理解刻蚀截面，提出了碳保护的机理。