תפקידו של הגופרית הקספלואוריד בתחריט סיליקון ניטריד

הגופרית הקספלואוריד הוא גז בעל תכונות בידוד מעולות והוא משמש לעתים קרובות בכיבוי קשתות במתח גבוה ושנאים, קווי תמסורת במתח גבוה, שנאים וכו'. עם זאת, בנוסף לפונקציות אלה, הגופרית הקספלואוריד יכול לשמש גם כחומר תחריט אלקטרוני . הקספלואוריד גופרית בדרגה אלקטרונית בטוהר גבוה הוא חומר צריף אלקטרוני אידיאלי, שנמצא בשימוש נרחב בתחום טכנולוגיית המיקרו-אלקטרוניקה. היום, עורך הגז המיוחד Niu Ruide, Yueyue, יציג את היישום של hexafluoride גופרית בתחריט סיליקון ניטריד ואת ההשפעה של פרמטרים שונים.

אנו דנים בתהליך תחריט הפלזמה SF6 SiNx, כולל שינוי הספק הפלזמה, יחס הגזים של SF6/He והוספת הגז הקטיוני O2, דנים בהשפעתו על קצב הצריבה של שכבת ההגנה על יסודות SiNx של TFT, ושימוש בקרינת פלזמה. ספקטרומטר מנתח את שינויי הריכוז של כל מין בפלזמה SF6/He, SF6/He/O2 וקצב ההתנתקות של SF6, ובוחן את הקשר בין השינוי של קצב תחריט SiNx וריכוז מיני הפלזמה.

מחקרים מצאו שכאשר עוצמת הפלזמה מוגברת, קצב התחריט עולה; אם קצב הזרימה של SF6 בפלזמה גדל, ריכוז אטום F עולה ומתאם חיובי עם קצב התחריט. בנוסף, לאחר הוספת הגז הקטיוני O2 מתחת לקצב הזרימה הכולל הקבוע, תהיה לכך השפעה של הגדלת קצב התחריט, אך תחת יחסי זרימה שונים של O2/SF6, יהיו מנגנוני תגובה שונים, אותם ניתן לחלק לשלושה חלקים : (1) יחס הזרימה של O2/SF6 קטן מאוד, O2 יכול לסייע בניתוק של SF6, וקצב הצריבה בשלב זה גדול יותר מאשר כאשר לא מוסיפים O2. (2) כאשר יחס הזרימה O2/SF6 גדול מ-0.2 למרווח המתקרב ל-1, בשלב זה, עקב כמות הדיסוציאציה הגדולה של SF6 ליצירת אטומי F, קצב התחריט הוא הגבוה ביותר; אבל במקביל, גם אטומי O בפלזמה גדלים וקל ליצור SiOx או SiNxO(yx) עם משטח הסרט SiNx, וככל שאטומי O יגדלו, כך אטומי F יהיו קשים יותר עבור תגובת תחריט. לכן, קצב הצריבה מתחיל להאט כאשר יחס O2/SF6 קרוב ל-1. (3) כאשר יחס O2/SF6 גדול מ-1, קצב הצריבה יורד. עקב העלייה הגדולה ב-O2, אטומי ה-F המנותקים מתנגשים ב-O2 ויוצרים OF, מה שמפחית את ריכוז אטומי ה-F, וכתוצאה מכך ירידה בקצב התחריט. ניתן לראות מכך שכאשר מוסיפים O2, יחס הזרימה של O2/SF6 הוא בין 0.2 ל-0.8, וניתן לקבל את קצב התחריט הטוב ביותר.