Etsatun piikarbidin laadun arviointi edellytt\u00e4\u00e4 sen neli\u00f6llisen keskiarvon mukaisen karheuden (RMS) mittaamista. Perusteellisen tutkimuksen tulokset osoittavat, ett\u00e4 etsausprosessin plasmatehon ja UDC-parametrien sek\u00e4 pinnan morfologian v\u00e4lill\u00e4 on suora yhteys.<\/p>\n
Etsausprosessin aikana plasman tuottamat kemialliset yhdisteet ovat vuorovaikutuksessa piikarbidialustan kanssa ja kerrostavat molekyylej\u00e4\u00e4n sen pinnalle, mik\u00e4 johtaa paikallisiin eroihin kemiallisessa koostumuksessa ja aiheuttaa paikallisia ep\u00e4homogeenisuuksia sen kemiallisessa rakenteessa.<\/p>\n
Etsausaineiden valinta riippuu etsattavalle kuviolle asetetuista vaatimuksista. Esimerkiksi jotkut etsausaineet sopivat paremmin monikiteisen 3C-SiC:n etsaukseen kuin yksikiteisen SiC:n etsaukseen; niiden etsausnopeudet riippuvat my\u00f6s l\u00e4mp\u00f6tilan vaihteluista. Joskus voi my\u00f6s olla tarpeen yhdist\u00e4\u00e4 useita etsausaineita toisiinsa, jotta ICP-RIE-menetelm\u00e4ll\u00e4 voidaan muodostaa ei-tasomaisia mikrorakenteita, kuten kaivantoja tai mesa-rakenteita, joiden sivusein\u00e4t ovat kallistuneet hallituissa kulmissa. Kaikkia n\u00e4it\u00e4 muuttujia voidaan hallita ja s\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4 ICP-RIE-menetelm\u00e4n avulla.<\/p>\n
ICP-RIE on fyysisten ja kemiallisten sy\u00f6vytysmekanismien tehokas yhdistelm\u00e4, jonka avulla voidaan luoda monimutkaisia kuvioita s\u00e4\u00e4telem\u00e4ll\u00e4 taitavasti sek\u00e4 reaktiivisten ionien virtausta ett\u00e4 prosessiin sy\u00f6tett\u00e4v\u00e4\u00e4 energiaa. Jotta v\u00e4ltet\u00e4\u00e4n ep\u00e4tasaiset sivusein\u00e4t ja alaleikkaukset maskipinnoilla, virtausta on hallittava taitavasti s\u00e4\u00e4t\u00e4m\u00e4ll\u00e4 RF-tehoa, jotta plasma-ionit kiihtyv\u00e4t, substraatin itsens\u00e4 polarisoitumisj\u00e4nnite syntyy ja substraatin pinnalle muodostuu itsens\u00e4 polarisoitumisj\u00e4nnite. T\u00e4m\u00e4 tasapaino saavutetaan ICP-RIE:n kyvyn avulla luoda tasapaino suunniteltaessa monimutkaisia kuvioita, joissa on hienoja yksityiskohtia monimutkaisilla pinnoilla \u2013 luomalla monimutkaisia kuvioita, joissa on hienoja yksityiskohtia pinnoilla ilman sivuseinien ali- tai maskin pintojen ali-sy\u00f6vytt\u00e4mist\u00e4. Kuitenkin kuvioiden luomiseksi maskin pinnoille on my\u00f6s varmistettava, ett\u00e4 sivusein\u00e4m\u00e4t ja alaleikkaukset muodostuvat tasaisesti, sill\u00e4 t\u00e4m\u00e4 tasapaino on s\u00e4ilytett\u00e4v\u00e4 fysikaalisten ja kemiallisten sy\u00f6vytysmekanismien v\u00e4lill\u00e4, ja reaktiivisen ionivuon energian virtausten on oltava tasapainossa, jotta v\u00e4ltet\u00e4\u00e4n ep\u00e4tasaiset sivusein\u00e4m\u00e4t tai alaleikkaukset maskin pinnoilla. Jotta t\u00e4m\u00e4 onnistuu tehokkaasti, on hallittava huolellisesti reaktiivista ionivuota ja energiavirtausta s\u00e4\u00e4telem\u00e4ll\u00e4 reaktiivista ionivuota ja energiavirtausta, mink\u00e4 ICP-RIE-prosessi mahdollistaa hallitsemalla taitavasti virtausta ja energiavirtaustaenergiaa huolellisesti manipuloimalla virtausta\/energiaa\/virtausta, kun taas energiaa voidaan hallita\/tuottaa\/tuottaa s\u00e4\u00e4t\u00e4m\u00e4ll\u00e4\/s\u00e4\u00e4t\u00e4m\u00e4ll\u00e4 RF-tehoa syntyvien plasmaionien kiihdytt\u00e4miseksi, mik\u00e4 luo itsepolarisaatioj\u00e4nnitteen substraatille.<\/p>\n
Valitsemalla substraattipidikkeille optimaalisen l\u00e4mp\u00f6tilatilan voidaan etsausnopeuksia lis\u00e4t\u00e4 entisest\u00e4\u00e4n. T\u00e4m\u00e4 johtuu siit\u00e4, ett\u00e4 l\u00e4mp\u00f6tilan noustessa kaikki p\u00e4\u00e4llystetyn pinnan pinnalla oleva hiilipitoinen happo osallistuu kemialliseen reaktioon, mink\u00e4 seurauksena etsausnopeudet tasoittuvat piikarbidialustan virheett\u00f6mill\u00e4 ja virheellisill\u00e4 alueilla.<\/p>\n
Toinen etsausnopeuteen ja -laatuun vaikuttava tekij\u00e4 on plasmassa k\u00e4ytetyn kaasun koostumus. T\u00e4ss\u00e4 yhteydess\u00e4 l\u00e4sn\u00e4 olevan hapen m\u00e4\u00e4r\u00e4 voi vaikuttaa radikaalien viipym\u00e4aikaan etsattavilla pinnoilla; t\u00e4m\u00e4 vaikutus voimistuu suuremmilla kaasun virtausnopeuksilla. Siksi on eritt\u00e4in suositeltavaa k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 etsauskaasua, jonka happipitoisuus on 20\u201325%, jotta saavutetaan suurin mahdollinen etsausnopeus.<\/p>\n
ICP-RIE on kuivasy\u00f6vytysmenetelm\u00e4, jota k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n laajalti erilaisten puolijohdekomponenttien valmistuksessa. Sy\u00f6vytystekniikka on osoittautunut erityisen hy\u00f6dylliseksi kovien materiaalien, kuten piikarbidin, k\u00e4sittelyss\u00e4, sill\u00e4 piikarbidilla on k\u00e4ytt\u00f6mahdollisuuksia erilaisissa tehoelektroniikkalaitteissa\u2075 ja mikroelektromekaanisissa j\u00e4rjestelmiss\u00e4 (MEMS). ICP-RIE:ll\u00e4 voidaan my\u00f6s tuottaa ei-tasomaisia rakenteita, kuten MESA-rakenteita, joissa sivusein\u00e4t ovat kallistuneet, tai kaivannaisrakenteita, joiden sivut kapenevat, samalla kun pinnan sileys s\u00e4ilyy eritt\u00e4in korkeana. ICP-RIE:n menestys SiC:n etsauksessa riippuu suuresti sopivien prosessiparametrien valinnasta; optimaalisten etsaus tulosten saavuttamiseksi prosessin on oltava t\u00e4ysin toistettavissa ja vakaa, ilman maskimateriaalin eroosiota ja ilman \u201cmikromaskausta\u201d.\u201d<\/p>\n
ICP-RIE-menetelm\u00e4 on osoittautunut eritt\u00e4in tehokkaaksi SiC:n etsauksessa esimerkiksi tehoelektroniikan ja MEMS-sovelluksissa, mutta prosessiin liittyy kuitenkin haasteita; siksi sopivat etsausolosuhteet on valittava huolellisesti, jotta substraattia ei vahingoiteta, ja niit\u00e4 on s\u00e4\u00e4dett\u00e4v\u00e4 etsausprosessin aikana haluttujen tulosten saavuttamiseksi.<\/p>\n
Plasmaetsausolosuhteiden t\u00e4rke\u00e4 m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4v\u00e4 tekij\u00e4 on happipitoisuus. Tutkimukset ovat osoittaneet, ett\u00e4 SiC:n etsausnopeus riippuu voimakkaasti plasman happipitoisuudesta; plasman happipitoisuuden kasvaessa SiC:n etsausnopeudet laskevat, mik\u00e4 johtuu fluoripitoisuuden laimentumisesta hapella sek\u00e4 haihtuvien SiFx (1\u00d74)-yhdisteiden muodostumisesta plasman ets\u00e4mill\u00e4 pinnoilla.<\/p>\n
Lis\u00e4ksi plasman l\u00e4mp\u00f6tilaa on s\u00e4\u00e4dett\u00e4v\u00e4 etsausprosessin hallitsemiseksi. Etsaus tulisi suorittaa SiC:n sulamispisteen alapuolella, jotta saavutetaan parhaat tulokset substraatin hapettumisen ja halkeilun v\u00e4ltt\u00e4miseksi etsauksen aikana; ihanteelliset l\u00e4mp\u00f6tilat ovat 300\u2013400 \u00b0C:n v\u00e4lill\u00e4, jotta aikaa viev\u00e4t prosessit voidaan minimoida ja samalla eliminoida MESA- tai trench-rakenteisiin kohdistuvan l\u00e4mp\u00f6j\u00e4nnityksen riski.<\/p>\n
Piikarbidin sy\u00f6vytys voidaan toteuttaa useilla eri menetelmill\u00e4, kuten m\u00e4rk\u00e4- ja kaasusy\u00f6vytyksell\u00e4, nestesy\u00f6vytyksell\u00e4 (esimerkiksi vedell\u00e4) sek\u00e4 plasmasy\u00f6vytyksell\u00e4, jotta sy\u00f6vytyksen parametrit \u2013 kuten sy\u00f6vytyksen nopeus, MESA-rakenteiden sivuseinien kaltevuuskulma, pinnan morfologia ja pinnan karheus \u2013 voidaan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 tarkasti. On olennaisen t\u00e4rke\u00e4\u00e4, ett\u00e4 kaikki n\u00e4m\u00e4 parametrit m\u00e4\u00e4ritet\u00e4\u00e4n tarkasti, jotta tulokset voidaan optimoida.<\/p>\n
SF6 + O2-induktiivisesti kytketyn plasman (ICP) osalta sopivien prosessiolosuhteiden valinta on erityisen t\u00e4rke\u00e4\u00e4, sill\u00e4 t\u00e4m\u00e4n kaasuseoksen avulla k\u00e4ytt\u00e4j\u00e4t voivat luoda rakenteita, joiden sein\u00e4m\u00e4t ovat l\u00e4hes pystysuoria, ja samalla saavuttaa korkean etsausnopeuden.<\/p>\n
Substraattipidikkeen l\u00e4mp\u00f6tilan vaikutusta etsausprosesseihin on tutkittu perusteellisesti, ja tulokset osoittivat, ett\u00e4 SiC-pintojen neli\u00f6llinen keskiarvoinen karheus pieneni substraattipidikkeen l\u00e4mp\u00f6tilan noustessa; t\u00e4m\u00e4 voi johtua kemiallisten komponenttien vaikutuksen kasvusta; tasoittumisnopeuksien yhten\u00e4istymisest\u00e4 SiC-substraatin kidehilan virheett\u00f6mill\u00e4 ja ep\u00e4t\u00e4ydellisill\u00e4 alueilla; tai ionipommituksen aiheuttaman uudelleenkerrostumisen v\u00e4henemisest\u00e4.<\/p>\n
Kuten kuvassa 6 esitetyist\u00e4 SEM-mikrokuvista voidaan havaita, kun etsaus suoritettiin 25 W:n plasmateholla, sen j\u00e4lkeinen rakenne osoitti korkealaatuisia ominaisuuksia. Sen sijaan, kun etsaus suoritettiin pienemmill\u00e4 RIE-tehoilla, laatu heikkeni ja pinnalla n\u00e4kyi pylv\u00e4it\u00e4.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Etsatun piikarbidin laadun arviointi edellytt\u00e4\u00e4 sen neli\u00f6llisen keskiarvon mukaisen karheuden (RMS) mittaamista. Perusteellisen tutkimuksen tulokset osoittavat, ett\u00e4 etsausprosessin plasmatehon ja UDC-parametrien sek\u00e4 pinnan morfologian v\u00e4lill\u00e4 on suora yhteys. Etsausprosessin aikana plasman tuottamat kemialliset yhdisteet ovat vuorovaikutuksessa piikarbidialustan kanssa ja kerrostavat molekyylej\u00e4\u00e4n\u2026 Lue lis\u00e4\u00e4 \u00bbPiikarbidin ICP-RIE-sy\u00f6vytt\u00e4minen<\/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\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=262"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":263,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262\/revisions\/263"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=262"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=262"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=262"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}