Плазмохимическое и реактивно-ионное травление арсенида галлия в среде дифтордихлорметана с гелием

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментально исследована кинетика взаимодействия высокочастотной плазмы дифтордихлорметана и его смеси с гелием, поверхностью арсенида галлия. Установлено, что в исследованном диапазоне условий происходит полное разложение исходной молекулы дифтордихлорметана до атомарного углерода. Подтверждено, что основными химически активными частицами, обеспечивающими травление, являются химически активные атомы хлора. Показано, что процесс травления протекает в режиме ионно-стимулированной химической реакции, где существенную роль в очистке поверхности играет десорбция продуктов под действием ионной бомбардировки. Проанализированы эмиссионные спектры излучения плазмы в присутствии полупроводниковой пластины арсенида галлия. Выбраны контрольные линии и полосы для контроля скорости процесса травления по интенсивности излучения линий и полос продуктов травления.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. Б. Мурин

Ивановский государственный химико-технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dim86@mail.ru
Россия, Иваново

И. А. Чесноков

Ивановский государственный химико-технологический университет

Email: dim86@mail.ru
Россия, Иваново

И. А. Гогулев

Ивановский государственный химико-технологический университет

Email: dim86@mail.ru
Россия, Иваново

А. Л. Анохин

Ивановский государственный химико-технологический университет

Email: dim86@mail.ru
Россия, Иваново

А. Е. Молоскин

Ивановский государственный химико-технологический университет

Email: dim86@mail.ru
Россия, Иваново

Список литературы

  1. Данилин Б.С., Киреев В.Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов. Москва: Энергоатомиздат, 1987. C. 264.
  2. Дунаев А.В., Ситанов Д.В., Мурин Д.Б. Закономерности взаимодействия меди с хлорсодержащими газами // Химия высоких энергий. 2017. Т. 51. № 3. С. 239–243.
  3. Franz G., Kelp A., Messerer P. Analysis of chlorine-containing plasmas applied in III/V semiconductor processing // J. Vac. Sci. Technol. 2000. V. 18. № 5. P. 2053–2061.
  4. Ibbotson D.E. Plasma and gaseous etching of compounds of Groups III–V // Pure and Appl. Chem. 1988. V. 60. № 5. P. 703–708.
  5. Ефремов А.М., Светцов В.И., Пивоваренок С.А., Дунаев А.В. Кинетика травления GaAs в хлорной плазме // Изв ВУЗов. Химия и хим. технология. 2010. Т. 53. Вып. 5. С. 53–56.
  6. Grigonis A. The surface composition of GaAs affected by reactive plasma // Surf. Coat. Technol. 1998, V. 110. № 1–2. P. 31–34.
  7. Ефремов А.М., Мурин Д.Б., Левенцов А.Е. Кинетика и режимы плазмохимического травления GaAs в условиях индукционного ВЧ разряда в CF2Cl2 // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. № 6. С. 429–434.
  8. Pearse R.W.B., Gaydon A.G. The identification of molecular spectra. Fourth edition. New York: John Wiley & Sons, inc. 1976. P. 407.
  9. Стриганов А.Р., Свентицкий Н.С. Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизированных атомов. Москва: Атомиздат., 1966. C. 899.
  10. Wang Y. F., Lee W.J., Chen C.Y. Reaction Mechanisms in Both a CCl2F2/O2/Ar and a CCl2F2/H2/Ar RF Plasma Environment // Plasma Chem. and Plasma Proces. V. 20. No 4. 2000. P. 469–494.
  11. Stoffels W. W., Stoffels E., Haverlag M. The chemistry of a CCl2F2 radio frequency discharge // J. Vac. Sci. Technol. A. V. 13. No 4. 1995. P. 2058–2066.
  12. Glauco F. Bauerfeldt and Graciela Arbilla. Kinetic analysis of the chemical processes in the decomposition of gaseous dielectrics by a non-equilibrium plasma — Part 1: CF4 and CF4/O2// J. Braz. Chem. Soc. 2000. V. 11. No. 2. P. 121.
  13. Efremov A. M., Kim D.P., Kim C.I. Effect of gas mixing ratio on gas-phase composition and etch rate in an inductively coupled CF4/Ar plasma // Vacuum. 2004. V. 75. № 2. P. 133–142.
  14. Zhang D., Kushner M.J. Mechanisms for CF2 radical generation and loss on surfaces in fluorocarbon plasmas // Journal of Vacuum Science & Technology A.: Vacuum, Surfaces, and Films. 2000. V. 18. № 6. P. 2661–2668.
  15. Пивоваренок С.А., Дунаев А.В., Мурин Д.Б. Кинетика взаимодействия высокочастотного разряда CCl2F2 с арсенидом галлия // Микроэлектроника. 2016. Т. 45. № 5. С. 374–378.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектр излучения ВЧ разряда смеси CCl2F2-He при травлении арсенида галлия (W = 1150 Вт, Udc = –200 В, состав смеси 90/10%, общее давление газа 2.4 мТор, λ = 200÷480 нм)

Скачать (128KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Общий спектр излучения ВЧ разряда смеси CCl2F2-He при травлении арсенида галлия (W = 1150 Вт, Udc = –200, состав смеси 90/10%, общее давление газа 2.4 мТор, λ = 200÷1000 нм)

Скачать (117KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость интенсивности излучения от вкладываемой мощности, смесь CCl2F2-He (W=1150 Вт, Udc = –200 В, состав смеси 50/50%, общее давление газа 2.4 мТор)

Скачать (141KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость интенсивности излучения от давления газа, смесь CCl2F2-He (W = 1150 Вт, Udc = –200 В, состав смеси 50/50%, общее давление газа 2.4 мТор)

Скачать (129KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость убыли массы от времени травления, смесь CCl2F2-He (W = 1150 Вт, Т = 100 ºС, состав смеси 50/50%, общее давление газа 2.4 мТор)

Скачать (130KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимости: 1 — скорости травления арсенида галлия от давления газа, 2 — интенсивности излучения линии атомов Ga (417 нм) от давления газа, смесь CCl2F2-He (Udc = –200 В, Т = 100°C, tтрав = 5 мин, состав смеси 50/50%, общее давление газа 2.4 мТор)

Скачать (112KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024