Väävelheksafluoriidi roll räninitriidi söövitamisel

Väävelheksafluoriid on suurepäraste isoleerivate omadustega gaas ja seda kasutatakse sageli kõrgepinge kaarkustutusseadmetes ja trafodes, kõrgepinge ülekandeliinides, trafodes jne. Lisaks neile funktsioonidele saab väävelheksafluoriidi kasutada ka elektroonilise söövitusainena. Elektroonilise kvaliteediga kõrge puhtusastmega väävelheksafluoriid on ideaalne elektroonika söövitusaine, mida kasutatakse laialdaselt mikroelektroonikatehnoloogia valdkonnas. Täna tutvustab Niu Ruide erigaaside toimetaja Yueyue väävelheksafluoriidi kasutamist räninitriidi söövitamisel ja erinevate parameetrite mõju.

Arutame SF6 plasma SiNx söövitusprotsessi, sealhulgas plasma võimsuse, SF6/He gaasi suhte ja katioonse gaasi O2 lisamise muutmist, arutame selle mõju TFT SiNx elemendi kaitsekihi söövituskiirusele ja plasmakiirguse kasutamist. Spektromeeter analüüsib iga liigi kontsentratsiooni muutusi SF6/He ja SF6/He/O2 plasmas ning SF6 dissotsiatsioonikiirust ja uurib SiNx söövituskiiruse muutuse ja plasma liikide kontsentratsiooni vahelist seost.

Uuringud on näidanud, et plasma võimsuse suurendamisel suureneb söövituskiirus; kui SF6 voolukiirust plasmas suurendatakse, suureneb F-aatomite kontsentratsioon ja see on positiivses korrelatsioonis söövituskiirusega. Lisaks suurendab katioonse gaasi O2 lisamine fikseeritud koguvoolukiiruse korral söövituskiirust, kuid erinevate O2/SF6 voolusuhete korral toimivad erinevad reaktsioonimehhanismid, mida saab jagada kolmeks osaks: (1) O2/SF6 voolusuhe on väga väike, O2 aitab SF6 dissotsieerumist ja söövituskiirus on sel ajal suurem kui siis, kui O2 ei lisata. (2) Kui O2/SF6 voolusuhe on suurem kui 0,2 vahemikus, mis läheneb väärtusele 1, on söövituskiirus sel ajal kõrgeim, kuna SF6 dissotsieerub suures koguses F-aatomite moodustamiseks. Samal ajal suureneb ka plasmas olevate O-aatomite arv ja SiNx-kile pinnaga on lihtne moodustada SiOx-i või SiNxO(yx)-i ning mida rohkem O-aatomeid suureneb, seda raskem on F-aatomitel söövitusreaktsioon. Seetõttu hakkab söövituskiirus aeglustuma, kui O2/SF6 suhe on lähedane 1-le. (3) Kui O2/SF6 suhe on suurem kui 1, söövituskiirus väheneb. O2 suure suurenemise tõttu põrkuvad dissotsieerunud F-aatomid O2-ga ja moodustavad OF-i, mis vähendab F-aatomite kontsentratsiooni, mille tulemuseks on söövituskiiruse vähenemine. Sellest on näha, et O2 lisamisel on O2/SF6 voolusuhe vahemikus 0,2 kuni 0,8 ja saavutatakse parim söövituskiirus.