Per valutare la qualit\u00e0 del carburo di silicio inciso \u00e8 necessario misurarne la rugosit\u00e0 quadratica media (RMS). I risultati di uno studio approfondito dimostrano l'esistenza di una relazione diretta tra la potenza del plasma e i parametri UDC del processo di incisione e la morfologia superficiale.<\/p>\n
Durante il processo di incisione, i composti chimici generati dal plasma interagiscono con il substrato in carburo di silicio e depositano le loro molecole sulla sua superficie, determinando differenze localizzate nella composizione chimica e creando eterogeneit\u00e0 locali nella sua struttura chimica.<\/p>\n
La scelta dei composti di incisione dipende dai requisiti del motivo da incidere. Ad esempio, alcuni agenti di incisione sono pi\u00f9 adatti all\u2019incisione del SiC 3C policristallino rispetto al SiC monocristallino; inoltre, le loro velocit\u00e0 di incisione dipendono anche dalle fluttuazioni di temperatura. A volte pu\u00f2 anche essere necessario combinare pi\u00f9 agenti di incisione per formare microstrutture non planari, quali trincee o strutture mesa con pareti laterali inclinate ad angoli controllati, utilizzando la tecnica ICP-RIE. Tutte queste variabili possono essere gestite e controllate mediante la tecnica ICP-RIE.<\/p>\n
L'ICP-RIE \u00e8 un'efficace combinazione di meccanismi di incisione fisica e chimica, che consente di creare modelli complessi controllando abilmente sia il flusso di ioni reattivi sia l'apporto di energia nel processo. Per evitare pareti laterali irregolari e sottosquadri sulle superfici della maschera, \u00e8 necessario un controllo accurato del flusso, ottenibile regolando con precisione la potenza RF al fine di accelerare gli ioni del plasma, generare una tensione di autopolarizzazione per il substrato e produrre una tensione di autopolarizzazione sulla superficie del substrato. Questo equilibrio pu\u00f2 essere raggiunto grazie alla capacit\u00e0 dell\u2019ICP-RIE di garantire l\u2019equilibrio nella progettazione di pattern complessi che presentano dettagli intricati su superfici complesse \u2013 creando pattern complessi con grande dettaglio sulle superfici senza sottosquadri sulle pareti laterali o sulle superfici delle maschere. Tuttavia, per creare pattern sulle superfici della maschera \u00e8 necessario garantire anche che le pareti laterali siano uniformi e che non si verifichino sottosquadri, poich\u00e9 questo equilibrio deve essere mantenuto tra i meccanismi di incisione fisica e chimica, con flussi bilanciati di energia degli ioni reattivi per evitare pareti laterali irregolari o sottosquadri sulle superfici della maschera. Per farlo in modo efficace \u00e8 necessario gestire con attenzione il flusso di ioni reattivi e il flusso di energia\/energia tramite il controllo del flusso di ioni reattivi\/flusso di energia\/energia; il processo ICP-RIE pu\u00f2 consentire ci\u00f2 controllando abilmente il flusso\/flusso di energia\/flusso di energia\/flusso di energia\/energia attraverso un'attenta manipolazione del flusso\/energia\/flusso, mentre l\u2019energia pu\u00f2 essere controllata\/generata\/generata tramite il controllo\/la regolazione della potenza RF per accelerare gli ioni del plasma generati, creando una tensione di autopolarizzazione sul substrato.<\/p>\n
La scelta di una modalit\u00e0 di temperatura ottimale per i supporti dei substrati pu\u00f2 aumentare ulteriormente le velocit\u00e0 di incisione. Questo effetto si verifica perch\u00e9, all\u2019aumentare della temperatura, tutto l\u2019acido carbonioso presente sulla superficie ricoperta viene coinvolto nella reazione chimica, con il risultato di uniformare le velocit\u00e0 di incisione sia nelle aree prive di difetti che in quelle imperfette del substrato in carburo di silicio.<\/p>\n
Un altro fattore che influenza la velocit\u00e0 e la qualit\u00e0 dell\u2019incisione \u00e8 la composizione del gas utilizzato nel plasma. In questo caso, la quantit\u00e0 di ossigeno presente pu\u00f2 influire sul tempo di permanenza dei radicali sulle superfici da incidere; tale effetto si amplifica all\u2019aumentare delle portate del gas. Pertanto, per ottenere velocit\u00e0 di incisione massime, si raccomanda vivamente di utilizzare una composizione del gas di incisione contenente 20-25% di ossigeno.<\/p>\n
L'ICP-RIE \u00e8 un metodo di incisione a secco ampiamente utilizzato per la produzione di vari dispositivi a semiconduttori. La tecnologia di incisione si \u00e8 dimostrata particolarmente utile per la lavorazione di materiali duri come il carburo di silicio, che pu\u00f2 trovare impiego in vari dispositivi di elettronica di potenza\u2075 e nei sistemi microelettromeccanici (MEMS). L\u2019ICP-RIE \u00e8 inoltre in grado di produrre strutture non planari, quali le strutture MESA con pareti laterali inclinate o le strutture a trincea con fianchi rastremati, pur mantenendo elevati livelli di levigatezza superficiale. Il successo dell\u2019ICP-RIE nell\u2019incisione del SiC dipende in larga misura dalla scelta di parametri di processo appropriati; affinch\u00e9 si ottengano risultati di incisione ottimali, il processo deve essere pienamente ripetibile e stabile, senza erosione del materiale della maschera e senza \u201cmicromascheratura\u201d.\u201d<\/p>\n
La tecnica ICP-RIE si \u00e8 dimostrata estremamente efficace nell'incisione del SiC per applicazioni quali l'elettronica di potenza e i MEMS; tuttavia, il processo presenta alcune difficolt\u00e0; pertanto, \u00e8 necessario selezionare con cura le condizioni di incisione adeguate per non danneggiare il substrato e regolarle durante il processo di incisione per ottenere i risultati desiderati.<\/p>\n
Un fattore determinante per le condizioni di incisione al plasma \u00e8 la concentrazione di ossigeno. Alcuni studi hanno dimostrato che la velocit\u00e0 di incisione del SiC dipende fortemente dalla percentuale di ossigeno presente nel plasma; all\u2019aumentare del contenuto di ossigeno nel plasma, le velocit\u00e0 di incisione del SiC diminuiscono a causa della diluizione della concentrazione di fluoro da parte dell\u2019ossigeno e della formazione di composti volatili SiFx (1\u00d74) sulle superfici incise dal plasma.<\/p>\n
Inoltre, la temperatura del plasma deve essere regolata in modo da controllare il processo di incisione. L'incisione dovrebbe avvenire al di sotto del punto di fusione del SiC per ottenere i migliori risultati in termini di prevenzione dell'ossidazione e della formazione di crepe nel substrato durante l'incisione; le temperature ideali dovrebbero rientrare nell'intervallo 300-400 \u00b0C, al fine di ridurre al minimo i tempi di lavorazione ed eliminare il rischio di sollecitazioni termiche nelle strutture MESA o nelle strutture a trincea.<\/p>\n
L'incisione del carburo di silicio pu\u00f2 essere effettuata utilizzando vari metodi, dall'incisione a umido e dall'incisione con gas, passando per l'incisione con liquidi (come l'acqua) e quella al plasma, per definire con precisione i parametri di un processo di incisione, quali la velocit\u00e0, l'angolo di inclinazione delle pareti laterali delle strutture MESA, la morfologia superficiale e la rugosit\u00e0 superficiale. \u00c8 essenziale che tutti questi parametri siano specificati con precisione, in modo da ottimizzare i risultati.<\/p>\n
Quando si parla di plasma accoppiato induttivamente (ICP) con miscela di SF\u2086 e O\u2082, la scelta delle condizioni di processo adeguate \u00e8 particolarmente cruciale, dato che questa miscela di gas consente agli utenti di creare strutture con pareti quasi verticali, offrendo al contempo un\u2019elevata velocit\u00e0 di incisione.<\/p>\n
L\u2019effetto della temperatura del supporto del substrato sui processi di incisione \u00e8 stato studiato in modo approfondito e i risultati hanno mostrato che la rugosit\u00e0 quadratica media delle superfici in SiC diminuiva all\u2019aumentare della temperatura dei supporti del substrato; ci\u00f2 pu\u00f2 essere attribuito al crescente contributo dei componenti chimici; all\u2019uniformazione delle velocit\u00e0 tra le regioni prive di difetti e quelle imperfette nel reticolo cristallino del substrato di SiC; oppure alla ridotta rideposizione dovuta al bombardamento ionico.<\/p>\n
Come si pu\u00f2 osservare dalle microfotografie al SEM riportate nella Fig. 6, quando l\u2019incisione \u00e8 stata eseguita utilizzando una potenza del plasma di 25 W, la struttura risultante ha mostrato caratteristiche di elevata qualit\u00e0. Al contrario, quando l\u2019incisione \u00e8 stata eseguita a potenze RIE inferiori, la qualit\u00e0 \u00e8 diminuita e sulla superficie erano visibili delle protuberanze.<\/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… Leggi tutto \u00bbIncisione ICP-RIE del carburo di silicio<\/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\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=262"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":263,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/262\/revisions\/263"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=262"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=262"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=262"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}