DRIE. Bosch процесс

Реактивное ионное травление (РИТ) – вид сухого травления, при котором удаление материала происходит под действием физических и химических взаимодействий обрабатываемой поверхности с плазмой.

РИТ основано на использовании образующихся в процессе разряда высокоэнергетических ионов, получаемых из молекулярных газов. Данный вид травления проще всего осуществит в высокочастотной диодной системе. Материал, подвергающийся обработке, закрепляется на запитываемом электроде и бомбардируется притягиваемыми из плазмы ионами.

Разновидностью реактивного ионного травления является глубокое реактивное ионное травление – Bosch-процесс.

Для реализации Bosch-травления необходимо заменить стандартный реактор для РИТ на реактор с источником индукционно связной плазмы (ИСП), который обеспечивает контроль плотности и энергий ионов плазмы. Данный реактор оснащён столиком с гелиевой подушкой, охлаждаемой жидким азотом. Также технологическая камера имеет небольшой объём, т.к. процессы протекают при низком давлении, а в камере малого объёма быстрее создаётся вакуум. Создание же высокого вакуума (10-7mTorr) обеспечивается сухим вакуумным и турбомолекулярным насосами. Суть технологии Bosch-процесса заключается в чередовании шагов пассивации и травления. Bosch применяется для создания высокоаспектных структур (аспектное соотношение – ширина элемента дел. на глубину) с вертикальными стенками. Процесс состоит из повторяюхищся шагов пассивации (осаждение полимера) и травления. Deposition – шаг осаждения пассивирующего слоя, защищающего боковые стенки от растрава. На данном шаге используется газ C4F8 (хладон-318с), который под действием плазмы разлагается на полимер C2F4, и образует полимерные цепочки, осаждаемые на стенках. Etch – шаг травления. Данный шаг представляет собой преимущественно изотропное травление кремния, энергия задаётся притягивающим напряжением, подаваемым на столик. На данном этапе используется F6, Для данного шага используется газ SF6, который при воздействии плазмы разлагается на ионы F, радикалы и химически активные частицы – SF₅⁺ (ХАЧ), обеспечивающие травления кремния. Параметры процесса задаются таким образом, чтобы травление кремния было максимально эффективным, а также обеспечивалась высокая селективность маски.

Множество параметров данного процесса позволяют гибко подстраивать его под необходимые конструкторские требования. Основными параметрами, задающими процесс травления, являются: Давление, Мощность ICP (мощность катушки индуктивности), Мощность HF (мощность притягивающего электрода) Температура (охлаждение столика и пластины), Потоки газов, Время.

Стоит отметить, что скорость травления уменьшается с увеличением глубины канавки, а также зависит от изначальных топологических размеров структуры (чем меньше размер элемента, тем хуже травится). Приблизительно, скорости травления составляют от 1 до 15 мкм/мин, но всё зависит от составленного рецепта.

В качестве масок для травления может использоваться SiO2, Al2O3, Al, Ni, Cr, Фоторезист. (металлы –самые плохие маски, фоторезист и оксиды - заебок).

Высокая селективность к оксиду кремния даёт возможность использовать его в качестве стоп-слоя, но возникает проблема появляется выемка при травлении жертвенных и скрытых слоёв.

Кароч, процесс классный, даёт хорошую равномерность, высокую скорость, высокую селективность, высокую вертикальность и малые скэлопы (ребристость боковых стенок) – всё высокое и хорошее (но вообще всё зависит от прямоты рук и рецептаJ)