Физическая микроэлектроника (стр. 9 )

Температура кипения (испарения) некоторых соединений

(продуктов реакции) ВПТ

Таблица 9.6

Оптимальные условия ПХТ тонких пленок

Окончание табл. 9.6

9.3.3. Активация газовой среды; выбор типа газового разряда

Отличительной особенностью плазмохимического травления является использование активной газовой среды определенного химического состава, под действием которой происходит процесс физического и химического разрушения поверхностного слоя обрабатываемого изделия с образованием летучих соединений.

Поскольку параметры вещества в плазменном состоянии могут изменяться в чрезвычайно широких пределах, то одним из наиболее важных вопросов является выбор оптимального их значения, т. е. выбор определенного типа газового разряда.

Учитывая температурную зависимость полупроводниковых структур, а также с целью исключения глубинных нарушений структуры обрабатываемой поверхности, энергия тяжелых частиц, т. е. температура плазмы, не должна превышать нескольких сот градусов. С другой стороны, плотность плазмы должна обеспечивать необходимую скорость протекания реакции. Катализатором может служить возбужденное и ионизованное состояние химически активных частиц плазмы, что обеспечивается электронной компонентой плазмы с определенным энергетическим спектром.

Наконец, должны быть выполнены еще два условия: плазма, как рабочая среда, не должна загрязняться посторонними примесями (за счет разрушения электродов или стенок реакционной камеры); при обработке диэлектрических поверхностей автоматически должен устраняться поверхностный заряд.

Перечисленным условиям наиболее полно удовлетворяет высокочастотный (ВЧ) разряд низкого давления с непрерывной прокачкой газовой среды заданного химического состава. Среднемассовая температура такого разряда имеет величину порядка сотен градусов, что соответствует средней энергии 0,04 – 0,08 эВ. Температура электронной компоненты значительно выше и достигает нескольких единиц и даже десятков эВ, что необходимо для поддержания газа в возбужденном и частично ионизованном состоянии.

Заданный температурный режим обеспечивается величиной давления ниже атмосферного в пределах 10 – 200 Па (1 mm Hg = =133 Па). Частота внешнего электрического поля должна быть достаточно велика (порядка 106 Гц), что исключает влияние процессов на электродах и позволяет вынести их за пределы реакционной камеры, т. е. получить безэлектродный разряд. В этих условиях длина свободного пробега электронов будет довольно большой и достаточной для активации тяжелых частиц.

При использовании ВЧ разряда существенно снижается по сравнению с разрядом на постоянном токе, потенциал зажигания разряда. Роль ионов в ВЧ разряде сводится, вследствие их малой подвижности, почти исключительно к образованию пространственного заряда, накладывающегося на быстропеременное внешнее электрическое поле и определяющего распределение зарядов. Что касается характера движения электронов, то он целиком определяется совокупностью следующих параметров: давления, частоты и амплитуды внешнего электрического поля и, наконец, величиной и конфигурацией внешнего магнитного поля.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12