解析二氧化硅的干法刻蚀工艺

杜先兵

解析二氧化硅的干法刻蚀工艺

杜先兵

（中国振华集团永光电子有限公司 贵州贵阳 550000）

本文主要研究了二氧化硅的干法刻蚀工艺。通过一系列的采用不同实验条件的反应离子刻蚀工艺实验，分析了不同的气体流量、射频功率级压强所对应的刻蚀实验结果。通过实验数据优化了工艺条件。

反应离子刻蚀；二氧化硅；最佳工艺条件

1 反应离子刻蚀的基本原理和研究方法

最为广泛使用的方法是结合物理性的离子轰击与化学反应的反应离子刻蚀（RIE）。射频电源辉光放电将气体系统传导过来的刻蚀气体击穿，在反应室内产生等离子体。等离子体既可在电场作用下物理轰击硅片，又可与刻蚀表面发生化学反应。通过物理轰击和化学反应的综合完成对硅片的刻蚀。

2 反应离子刻蚀研究实验

2.1 SiO2的刻蚀气体选择

SiO2常用的刻蚀气体有 CHF3、CF4、CHF3+CF4、CHF3+O2和 CF4+O2五种气体体系，为了选择最为合适刻蚀气体，本文对比了刻蚀速率和均匀性两个参数。

刻蚀气体电离出的反应离子直接与SiO2反应而达到刻蚀的效果，因此，气体体系的选择至关重要。通过对比，实验最终选择CF4+O2气体体系刻蚀二氧化硅。其反应原理为：

2.2 气体流量对刻蚀速率的影响

刻蚀气体中的CF4和O2两种气体的流量对刻蚀速率的影响十分关键，下面分别分析两种气体的流量对刻蚀速率的影响。

2.2.1 CF4气体流量对刻蚀速率的影响

CF4是直接与SiO2发生化学反应的气体，其气体流量的供给决定了反应的速率。本文分别选用三种不同CF4流量（10sccm、30sccm和50sccm）来进行三组实验，三组实验保持射频功率（400W）和气体压强（5Pa）不变。……