等離子體刻蝕的物理基礎(chǔ)研究.pdf

1、本文使用分子動力學(xué)模擬方法研究了環(huán)境參數(shù)對等離子體粒子刻蝕半導(dǎo)體材料表面的影響。模擬中使用了Tersoff-Brenner勢能函數(shù)來描述體系中粒子的相互作用。研究結(jié)果表明，入射粒子種類和環(huán)境參數(shù)對整個刻蝕過程有較大影響。低能（0.3-10 eV）Cl原子刻蝕 Si的過程中，入射 Cl將首先沉積于Si表面并形成一層富Cl反應(yīng)層。反應(yīng)層厚度隨入射能量增加而增加，主要化合物類型為SiCl?？涛g率隨入射能量的增加而增大。在入射能量小于10 eV

2、時，主要刻蝕產(chǎn)物為SiCl4。在入射能量為10 eV時，主要的Si刻蝕產(chǎn)物為SiClx(x<4)。隨著入射能量的增加，Cl對 Si的刻蝕從化學(xué)刻蝕向物理刻蝕轉(zhuǎn)變；低能 F原子（0.5-15 eV）刻蝕 SiC(100)表面的過程中，入射 F原子沉積量達(dá)到飽和后，表面形成一穩(wěn)定含F(xiàn)反應(yīng)層。隨著能量增加反應(yīng)層表層由 Si-F層轉(zhuǎn)變?yōu)镃-F層。C-F層的形成將阻緩硅的進(jìn)一步刻蝕。在入射能量小于6 eV時，F(xiàn)極難對 SiC進(jìn)行刻蝕。在入射能量達(dá)

3、到15 eV時，開始出現(xiàn)C的刻蝕。刻蝕率隨入射能量增加而增加，主要的刻蝕產(chǎn)物為SiF4，表明Si的刻蝕主要通過化學(xué)刻蝕方式。SiF3+刻蝕 SiC的過程中，SiF3+會分解并沉積于SiC表面，并生成飽和Si-C-F反應(yīng)層。分解率隨入射角度增加而減少，而隨著溫度的增加而增加。反應(yīng)層厚度隨入射角度增加而減少，而受溫度的影響不明顯?？涛g率受溫度影響較大，隨溫度升高而增加。入射角度對刻蝕產(chǎn)物類型影響較大，而溫度對刻蝕產(chǎn)物類型影響較小。整個刻蝕過