Die Bewertung der Qualit\u00e4t von ge\u00e4tztem Siliziumkarbid erfordert die Messung der mittleren quadratischen Rauheit (RMS). Die Ergebnisse einer eingehenden Studie zeigen einen direkten Zusammenhang zwischen der Plasmaleistung und den UDC-Parametern f\u00fcr den \u00c4tzprozess und die Oberfl\u00e4chenmorphologie.<\/p>\n
Beim \u00c4tzen interagieren die im Plasma erzeugten chemischen Verbindungen mit dem Siliziumkarbidsubstrat und lagern ihre Molek\u00fcle auf dessen Oberfl\u00e4che ab, was zu lokalen Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung f\u00fchrt und lokale Heterogenit\u00e4ten in der chemischen Zusammensetzung erzeugt.<\/p>\n
Die Wahl der \u00c4tzmittel h\u00e4ngt von den Anforderungen an ein ge\u00e4tztes Muster ab. So eignen sich einige \u00c4tzmittel besser f\u00fcr das \u00c4tzen von polykristallinem 3C-SiC als von einkristallinem SiC, und ihre \u00c4tzraten h\u00e4ngen auch von Temperaturschwankungen ab. Manchmal kann es auch notwendig sein, mehrere \u00c4tzmittel miteinander zu kombinieren, um mit ICP-RIE nichtplanare Mikrostrukturen wie Trenches oder Mesa-Strukturen mit geneigten Seitenw\u00e4nden in kontrollierten Winkeln zu erzeugen. All diese Variablen lassen sich mit ICP-RIE steuern und kontrollieren.<\/p>\n
ICP-RIE ist eine wirksame Kombination physikalischer und chemischer \u00c4tzmechanismen, die es erm\u00f6glicht, durch geschickte Steuerung des Flusses reaktiver Ionen und des Energieeintrags komplexe Muster zu erzeugen. Um ungleichm\u00e4\u00dfige Seitenw\u00e4nde und Unterschneidungen auf den Maskenoberfl\u00e4chen zu vermeiden, muss der Fluss durch geschickte Einstellung der HF-Leistung gesteuert werden, um die Plasmaionen zu beschleunigen, eine Selbstpolarisationsspannung f\u00fcr das Substrat zu erzeugen und eine Selbstpolarisationsspannung der Substratoberfl\u00e4che zu erzeugen. Dieses Gleichgewicht kann durch die F\u00e4higkeit von ICP-RIE erreicht werden, komplexe Muster mit komplizierten Details auf komplexen Oberfl\u00e4chen zu entwerfen - komplexe Muster mit gro\u00dfen Details auf Oberfl\u00e4chen ohne Unterschneidung von Seitenw\u00e4nden oder Unterschneidung auf Maskenoberfl\u00e4chen zu erzeugen. Bei der Erstellung von Mustern auf Maskenoberfl\u00e4chen muss jedoch auch sichergestellt werden, dass gleichm\u00e4\u00dfige Seitenw\u00e4nde oder Unterschneidungen auftreten, da dieses Gleichgewicht zwischen physikalischen und chemischen \u00c4tzmechanismen aufrechterhalten werden muss, mit ausgewogenen Str\u00f6men reaktiver Ionenflussenergie, um ungleichm\u00e4\u00dfige Seitenw\u00e4nde oder Unterschneidungen auf Oberfl\u00e4chenmasken zu vermeiden. Um dies effektiv zu erreichen, m\u00fcssen Sie reaktive Ionen- und Energiefl\u00fcsse\/Energiefl\u00fcsse\/Energie \u00fcber die Kontrolle von reaktivem Ionenfluss\/Energiefluss\/Energie sorgf\u00e4ltig steuern. Das ICP-RIE-Verfahren kann dies durch geschickte Kontrolle von Fluss\/Energiefluss\/Energiefluss\/Energiefluss\/Energie durch sorgf\u00e4ltige Manipulation von Fluss\/Energie\/Fluss erm\u00f6glichen, w\u00e4hrend Energie durch Kontrolle\/Anpassung der HF-Leistung kontrolliert\/erzeugt\/erzeugt werden kann, um die erzeugten Plasmaionen zu beschleunigen und eine Selbstpolarisationsspannung auf dem Substrat zu erzeugen.<\/p>\n
Durch die Wahl eines optimalen Temperaturmodus f\u00fcr die Substrathalter kann die \u00c4tzrate noch weiter erh\u00f6ht werden. Dieser Effekt tritt ein, weil mit steigender Temperatur die gesamte auf der abgedeckten Oberfl\u00e4che vorhandene kohlenstoffhaltige S\u00e4ure an der chemischen Reaktion beteiligt ist, was zu einer Angleichung der \u00c4tzraten sowohl in defektfreien als auch in unvollkommenen Bereichen des Siliziumkarbidsubstrats f\u00fchrt.<\/p>\n
Ein weiterer Faktor, der die \u00c4tzrate und -qualit\u00e4t beeinflusst, ist die Zusammensetzung des im Plasma verwendeten Gases. Hier kann sich die Menge des vorhandenen Sauerstoffs auf die Verweildauer der Radikale auf den zu \u00e4tzenden Oberfl\u00e4chen auswirken; dieser Effekt verst\u00e4rkt sich bei h\u00f6heren Gasdurchs\u00e4tzen. Daher w\u00e4re die Verwendung einer \u00c4tzgaszusammensetzung mit einem Sauerstoffgehalt von 20-25% zur Erzielung maximaler \u00c4tzraten sehr empfehlenswert.<\/p>\n
ICP-RIE ist ein Trocken\u00e4tzverfahren, das bei der Herstellung verschiedener Halbleiterbauelemente weit verbreitet ist. Die \u00c4tztechnik hat sich als besonders n\u00fctzlich f\u00fcr die Bearbeitung harter Materialien wie Siliziumkarbid erwiesen, das in verschiedenen Ger\u00e4ten der Leistungselektronik5 und mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) eingesetzt werden kann. ICP-RIE kann auch nichtplanare Strukturen herstellen, wie MESA-Strukturen mit geneigten Seitenw\u00e4nden oder Grabenstrukturen mit verj\u00fcngten Seiten, wobei eine hohe Oberfl\u00e4chengl\u00e4tte erhalten bleibt. Der Erfolg von ICP-RIE beim \u00c4tzen von SiC h\u00e4ngt in hohem Ma\u00dfe von der Auswahl geeigneter Prozessparameter ab. Um optimale \u00c4tzergebnisse zu erzielen, muss der Prozess vollst\u00e4ndig wiederholbar und stabil sein, ohne Erosion des Maskenmaterials und ohne \u201cMikromaskierung\u201d.\u201d<\/p>\n
ICP-RIE hat sich beim \u00c4tzen von SiC f\u00fcr Anwendungen wie Leistungselektronik und MEMS als sehr erfolgreich erwiesen, doch der Prozess ist nicht ohne Herausforderungen; daher m\u00fcssen die geeigneten \u00c4tzbedingungen sorgf\u00e4ltig ausgew\u00e4hlt werden, um das Substrat nicht zu besch\u00e4digen, und w\u00e4hrend des \u00c4tzprozesses angepasst werden, um die gew\u00fcnschten Ergebnisse zu erzielen.<\/p>\n
Eine wichtige Determinante der \u00c4tzbedingungen im Plasma ist die Sauerstoffkonzentration. Studien haben gezeigt, dass die SiC-\u00c4tzrate stark vom Sauerstoffanteil im Plasma abh\u00e4ngt. Mit steigendem Sauerstoffgehalt im Plasma sinken die SiC-\u00c4tzraten aufgrund der Verd\u00fcnnung der Fluorkonzentration mit Sauerstoff und der Bildung von fl\u00fcchtigen SiFx (1\u00d74)-Verbindungen auf den vom Plasma ge\u00e4tzten Oberfl\u00e4chen.<\/p>\n
Zus\u00e4tzlich muss die Plasmatemperatur angepasst werden, um den \u00c4tzprozess zu regulieren. Das \u00c4tzen sollte unterhalb des Schmelzpunkts von SiC erfolgen, um beste Ergebnisse zu erzielen und Oxidation und Rissbildung des Substrats w\u00e4hrend des \u00c4tzens zu vermeiden. Idealerweise liegen die Temperaturen im Bereich von 300-400 \u00b0C, um zeitaufw\u00e4ndige Prozesse zu minimieren und gleichzeitig das Risiko thermischer Spannungen in MESA-Strukturen oder Grabenstrukturen zu vermeiden.<\/p>\n
Das \u00c4tzen von Siliziumkarbid kann mit verschiedenen Methoden erfolgen, vom Nass\u00e4tzen und Gas\u00e4tzen \u00fcber das Fl\u00fcssig\u00e4tzen (z. B. mit Wasser) bis hin zum Plasma, um die Parameter eines \u00c4tzprozesses genau festzulegen, z. B. die Geschwindigkeit, den Neigungswinkel der Seitenw\u00e4nde von MESA-Strukturen, die Oberfl\u00e4chenmorphologie und die Oberfl\u00e4chenrauheit. Es ist wichtig, dass alle diese Parameter genau festgelegt werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.<\/p>\n
Beim induktiv gekoppelten Plasma (ICP) mit SF6 + O2 ist die Wahl der richtigen Prozessbedingungen besonders wichtig, da dieses Gasgemisch die Herstellung von Strukturen mit nahezu senkrechten W\u00e4nden erm\u00f6glicht und gleichzeitig eine hohe \u00c4tzrate bietet.<\/p>\n
Die Auswirkungen der Temperatur des Substrathalters auf den \u00c4tzprozess wurden eingehend untersucht, und die Ergebnisse zeigten, dass die mittlere quadratische Rauheit der SiC-Oberfl\u00e4chen mit zunehmender Temperatur des Substrathalters abnahm; dies kann auf zunehmende Beitr\u00e4ge chemischer Komponenten, auf Ausgleichsraten in defektfreien und unvollkommenen Bereichen des Kristallgitters des SiC-Substrats oder auf eine geringere Wiederabscheidung durch Ionenbeschuss zur\u00fcckgef\u00fchrt werden.<\/p>\n
Wie aus den in Abb. 6 gezeigten REM-Mikrofotografien hervorgeht, wies die Struktur nach dem \u00c4tzen mit einer Plasmaleistung von 25 W hohe Qualit\u00e4tsmerkmale auf. Umgekehrt nahm die Qualit\u00e4t bei niedrigeren RIE-Leistungen ab, und auf der Oberfl\u00e4che waren S\u00e4ulen zu erkennen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Evaluating the quality of etched silicon carbide requires measuring its root mean square roughness (RMS). Results from an in-depth study demonstrate a direct relationship between plasma power and UDC parameters for the etching process and surface morphology. When performing the etching process, plasma-generated chemical compounds interact with silicon carbide substrate and deposit their molecules on… Weiterlesen »ICP-RIE-\u00c4tzen von Siliziumkarbid<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-262","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=262"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":263,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262\/revisions\/263"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=262"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=262"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=262"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}