样品温度对SiF_3^+与SiC表面相互作用影响的分子动力学研究

用分子动力学模拟方法研究样品温度对入射能量150 eV、45°入射的SiF_3^+与SiC表面的相互作用过程的影响。模拟中使用Graves等开发的用于Si-F-C体系的Tersoff-Brenner势能函数。模拟结果显示,所有温度下入射SiF_3^+与SiC表面相互作用后全部发生分解,绝大多数分解产物沉积于SiC表面。随Si和F在表面的沉积,SiC表面形成Si_xF_yC_z反应层。在温度300、500、700、900 K时,SiC中Si的刻蚀率分别为0.061、0.080、0.085、0.104,C的刻蚀率分别为0.019、0.030、0.034、0.039。SiC中Si比C更易被刻蚀,这和实验结果一致。主要含Si刻蚀产物为SiF_2,含C刻蚀产物为Si_xF_yC_z。主要的刻蚀机制为化学增强的物理溅射。

分子动力学模拟不同入射角度的SiF_3^+对SiC表面的作用

采用分子动力学模拟方法研究了300K入射能量150eV时,以不同角度(5°、30°、60°和75°)入射的SiF3+与SiC表面的相互作用过程。模拟中使用了用于Si-F-C体系的Tersoff-Brenner势能函数。模拟结果显示,入射SiF3+与SiC表面相互作用后会分解,分解率随着入射角度的增加而减小。分解产物除少量散射外,大部分会沉积在SiC表面,Si和F在SiC表面的平均饱和沉积量随入射角度的增加而减少。随着SiF3+不断轰击SiC表面,SiC表面会形成Si-F-C反应层,且反应层厚度随着入射角度的增加而减少。同时发现SiC中的Si原子较C原子更容易被刻蚀,与实验结果一致。当刻蚀达到稳定,入射角度为5°、30°、60°和75°时,C的刻蚀率分别约为0.026、0.038、0.018、0.005,Si的刻蚀率分别约为0.043、0.051、0.043和0.023。各入射角度下,产物分子种类主要为F、SiF和SiF2。F和SiF产物量随入射角度增加而增加,而SiF2产量随入射角度增加而减少。在入射角度等于5°和30°时,SixFyCz是主要的含C产物;而在入射角度等于60°和75°时,CF是主要的含C产物。在入射角度等于5°和30°时,SiF2是主要的含Si产物;在入射角度等于60°和75°时,SiF是主要的含Si产物。刻蚀主要通过化学增强的物理溅射进行。