硅的氧化物和氮化物的气相氟化氢蚀刻作用

引言

本文研究了硅的氧化物和氮化物的气相氟化氢蚀刻作用，新的氧化物选择性模式，概述了通过将无水高频与控制量的水蒸汽混合而产生高频蒸汽蚀刻剂的实现方法，描述了一种通过将氮气通过高频水溶液而引入高频蒸汽的系统。

实验

图1显示了本工作中使用的反应器的示意图；该反应器由一个惰性碳化硅反应室和两个装有适当溶液的加热汽化器组成，通过使受控量的氮气载气通过汽化器来输送蒸汽，该室没有被加热，并且处理压力保持在350托。为了进行电学表征，在掺硼多晶硅上制备了具有450纳米掺杂栅的LOCOS隔离MOSCAPs 5-10 Q-cm (100)取向的硅衬底，12纳米的栅氧化层是在900℃的干燥氧气环境中生长的，电容器既没有接受氧化后惰性环境，也没有接受金属化后形成气体退火。

 

 

由于孵育时间等同于水膜的形成时间，因此在较低流速下较长的孵育时间可以通过伴随降低的H20蒸汽分压降低来理解，进一步验证了孵育时间对H20蒸汽分压的依赖性。对于掺杂的氧化物薄膜，蚀刻速率进一步受到与薄膜致密化过程相关的热处理的影响。除了在氮气环境下在850~下退火20min的薄膜外，致密化实际上导致了更多的氧化物蚀刻，要么是由于更快的蚀刻速率，要么是由于减少了孵育时间。未致敏膜的蚀刻速率和在850~下退火的膜的蚀刻速率相当，而致敏膜的孵育时间略高于沉积膜的两倍。研究发现，即使HF和H20注射量保持不变，HClinjecTIon.--The注射HC1的影响也会显著影响气相氧化物蚀刻特性，蚀刻速率和孵育时间均随着HC1注射量的增加而增加。

根据表面condiTIoning--Besides的依赖性，蚀刻速率对形成方法和氧化膜掺杂的依赖性，孵育时间的存在带来了另一个工艺参数，该参数的变化必须仔细研究。

当使用气相高频蚀刻天然或化学氧化物时，可以消除冲洗和干燥晶片的需要，当用气相高频代替水相高频时，天然氧化物脱胶的粒子性能。需要指出的是，同时使用相同的高频源来产生水溶液和蒸汽。至于重金属镀层，由于与蒸气产生相关的额外蒸馏，在天然氧化物的气相高频蚀刻过程中，这种镀层也降低了。在将晶片分为三组不同的心衰处理前，对其进行常规的预氧化清洁处理。处理方法为水相（1%）高频、气相I-IF和气相高频，然后进行水冲洗。从水高频到汽相高频有改善的趋势，气相高频和水冲洗相结合的分布最好。经过4倍以上的改进，随时间变化的介电击穿数据，当水相高频被气相高频取代时，其变化最为显著。

结果

对各种硅氧化物的气相高频蚀刻进行了广泛的表征，基于不同氧化物孵育时间变化的新工艺已经被开发出来，用于实际应用，如在同样含有热氧化物的图案堆叠中选择性去除PSG。用气相高压工艺取代传统的水高频工艺，不仅可以获得更好的清洁度，而且可以提高薄氧化物的电应力耐久性。

　　审核编辑：汤梓红