By this author

Parameters and Composition of Plasma in a Mixture of CF₄ + H₂ + Ar: Effect of the CF₄/H₂ Ratio

Issue number 1 from 01.01.2024

Проведено исследование электрофизических параметров плазмы и кинетики плазмохимических процессов в смеси CF₄ + H₂ + Ar при варьировании соотношения CF₄/H₂. При совместном использовании методов диагностики и моделирования плазмы установлено, что замещение тетрафторметана на водород: а) приводит к снижению плотности и росту электроотрицательности плазмы; б) вызывает непропорционально резкое падение концентрации атомов фтора. Причиной последнего эффекта является увеличение частоты гибели атомов в реакциях вида CHF_x + F → CF_x + HF, инициируемых гетерогенной рекомбинацией по механизму CF_x + H → CHF_x. Одновременное увеличение концентрации полимеробразующих радикалов СH_xF_y (x + y < 3) свидетельствует от росте полимеризационной нагрузки плазмы на контактирующие с ней поверхности.

225 0

Gas Phase Composition and Fluorine Atom Kinetics in SF₆ Plasma

Issue number 6 from 01.06.2024

Проведено модельное исследование состава нейтральной и заряженной компонент плазмы SF₆ в широком диапазоне концентраций электронов. Выявлены ключевые плазмохимические процессы, формирующие стационарные концентрации атомов фтора в условиях плазмы низкой и высокой плотности. Показано, что оптимизированные (сокращенные за счет не эффективных реакций) кинетические схемы обеспечивают удовлетворительное согласие результатов расчета с экспериментальными данными из литературных источников.

215 0

Plasma Parameters and Si/SiO₂ Etching Kinetics in Mixtures of Fluorocarbon Gases with Argon and Helium

Issue number 6 from 01.06.2024

Проведено сравнительное исследование электрофизических параметров плазмы, концентраций атомов фтора, а также кинетики реактивно-ионного травления Si и SiO₂ в смесях CF₄ + Ar/He, CHF₃ + Ar/He и C₄F₈ + Ar/He переменного (0–45% He) начального состава. Установлено, что замещение Ar на He при постоянном содержании фторуглеродного компонента а) возмущает характеристики электронной компоненты плазмы; б) практически не влияет на интенсивность ионной бомбардировки обрабатываемой поверхности; и в) приводит к снижению скоростей травления Si и SiO₂ на фоне аналогичного изменения концентрации атомов фтора. Показано, что доминирующим механизмом травления всегда является гетерогенная химическая реакция, эффективная вероятность которой увеличивается (в плазме CF4) или сохраняет неизменное значение (в плазме CHF₃ и C₄F8) с ростом доли гелия в плазмообразующем газе. Сделаны предположения о механизмах процессов, обуславливающих эти эффекты.

239 0

Controlling Silicon Etching Parameters in RF CHF3 Plasma by Optical Emission Spectroscopy

Issue number 1 from 01.01.2023

С помощью метода оптической эмиссионной спектроскопии проведены исследования процессов плазмохимического и реактивно-ионного травления кремния в среде трифторметана (CHF₃). Получены и проанализированы зависимости интенсивностей излучения атомов и молекул от времени травления, вкладываемой мощности и давления плазмообразующего газа.

105 0

Параметры газовой фазы и кинетика реактивно-ионного травления SiO₂ в плазме CF₄/C₄F₈/Ar/He

Issue number 1 from 01.01.2023

Проведено исследование электрофизических параметров плазмы, концентраций атомов фтора и кинетики реактивно-ионных гетерогенных процессов в смеси CF₄ + C₄F₈ + Ar + He при варьировании соотношения Ar/He и мощности смещения в условиях индукционного ВЧ 13.56 МГц разряда. Схема исследования включала диагностику плазмы с помощью зондов Лангмюра и оптической эмиссионной спектроскопии, а также измерение скоростей и анализ механизмов травления SiO₂ в приближении эффективной вероятности взаимодействия. Установлено, что замещение аргона на гелий оказывает заметное влияние на кинетику и концентрацию атомов фтора через параметры электронной компоненты плазмы. Напротив, увеличение мощности смещения практически не отражается на составе газовой фазы, но сопровождается пропорциональным изменением энергии ионной бомбардировки. Найдено, что в исследованном диапазоне условий процесс травления SiO₂ характеризуется отсутствием ионно-лимитируемых стадий, при этом поведение его скорости определяется кинетикой гетерогенной реакции Si + xF → SiF_x. Переменное значение эффективной вероятности данной реакции отслеживает изменение доли свободных активных центров, определяемой скоростями высаживания и деструкции фторуглеродной полимерной пленки.

83 0

Plasma Parameters and Kinetics of Reactive Ion Etching of SiO2 and Si3N4 in an HBr/Cl2/Ar Mixture

Issue number 2 from 01.02.2023

Проведено исследование параметров газовой фазы и кинетики реактивно-ионного травления SiO₂ и Si₃N₄ в условиях индукционного ВЧ (13.56 МГц) разряда при варьировании соотношения HBr/Cl₂. Схема исследования включала диагностику плазмы зондами Ленгмюра, моделирование плазмы с целью нахождения стационарных концентраций активных частиц, а также измерение скоростей и анализ механизмов травления в приближении эффективной вероятности взаимодействия. Установлено, что замещение HBr на Cl₂ при постоянном содержании аргона: а) сопровождается заметным изменением электрофизических параметров плазмы; б) приводит к слабому росту интенсивности ионной бомбардировки обрабатываемой поверхности; и в) вызывает значительное увеличение суммарной концентрации и плотности потока химически активных частиц. Показано, что скорости травления SiO₂ и Si₃N₄ монотонно возрастают с ростом доли Cl₂ в смеси, при этом основным механизмом травления является ионно-стимулированная химическая реакция. Модельное описание кинетики такой реакции в первом приближении предполагает а) аддитивный вклад атомов брома и хлора; и б) прямо-пропорциональную зависимость их эффективных вероятностей взаимодействия от интенсивности ионной бомбардировки. Предположено существование дополнительного канала гетерогенного взаимодействия с участием молекул HCl.

92 0

Concentration of Fluorine Atoms and Kinetics of Reactive-Ion Etching of Silicon in CF4 + O2, CHF3 + O2, and C4F8 + O2 Mixtures

Issue number 4 from 01.04.2023

Проведено сравнительное исследование электрофизических параметров плазмы, концентраций атомов фтора и кинетики реактивно-ионного травления кремния в смесях CF₄ + O₂, CHF₃ + O₂ и C₄F₈ + O₂ переменного (0–75% O₂) начального состава. Показано, что доминирующим механизмом травления всегда является ионно-стимулированная химическая реакция Si + xF → SiF_x, скорость которой имеет максимум в области 20–50% O₂. По результатам диагностики плазмы установлено, что аналогичное поведение концентрации атомов фтора характерно только для смесей CF₄ + O₂ и CHF₃ + O₂, при этом в смеси C₄F₈ + O₂ имеет место немонотонное изменение вероятности взаимодействия. Предположено, что причиной последнего эффекта является конкуренция процессов снижения толщины фторуглеродной полимерной пленки и окисления поверхности кремния атомами кислорода.

96 0

The Influence of Small F2, H2, and HF Additives on the Concentration of Active Particles in Tetrafluoromethane Plasma

Issue number 5 from 01.05.2023

Проведено сравнительное исследование эффекта малых (до 20%) замещающих добавок F₂, H₂ и HF на кинетику и стационарные концентрации нейтральных частиц в плазме 50% CF₄ + 50% Ar в условиях, типичных для процессов реактивно-ионного травления кремния и его соединений. Показано, что варьирование соотношений CF₄/F₂ и CF₄/H₂ приводит к противоположным, взаимосвязанным и неаддитивным изменениям концентраций атомов фтора и фторуглеродных радикалов. Это обеспечивает широкие диапазоны регулирования скорости травления и полимеризационной способности при минимальном возмущении параметров электронной и ионной компоненты плазмы. Напротив, соотношение CF₄/HF отличается минимальным влиянием на скорость поверхностной полимеризации, но заметно изменяет концентрацию атомов фтора. Таким образом, имеет место селективное воздействие на скорость гетерогенной химической реакции.

85 0