Szilícium plazmamarásaSzilícium plazmamarása

Készítette: László Sándor Bolyai Farkas Elméleti Líceum

Marosvásárhely

Tanára: Szász Ágota Bolyai Farkas Elméleti Líceum

Marosvásárhely

Témavezető:Straszner András BME TTK

PlazmamarásPlazmamarás

•Cél: 3D szerkezetek létrehozása (MEMS szerkezetek)

•Száraz marás: a maró közeg plazma (ionizált gáz)

•Elektromos térrel irányítható – függőleges falú árkok marása

Mély reaktív ionmarásMély reaktív ionmarás

•A kémiai marás izotróp – a maszk alá mar

•Meg kell védeni az oldalfalat

•Több lépéses marás (Bosch folyamat)

•Védőréteg létrehozása (C4F8 gáz)

•A védőréteg eltávolítása (SF6 gáz, F+ ionbombázás)

•A Si kémiai marása (Si+4F→SiF4)

•Eredmény: függőleges marási profil, hullámos oldalfal

•Mély: a mart alakzatok oldalaránya >10

•Reaktív: egyszerre ionporlasztás és kémiai marás

BerendezésBerendezés•Gázbevezetés (1 mTorr-1 Torr)

•Plazma létrehozása RF mágneses térrel (tekercs)

•Az ionok gyorsítása a szelet felülete felé RF elektromos térrel

•Előny: a plazma sűrűségét és a bombázó ionok energiáját külön szabályozhatjuk

•A marási termékek elszívása

Másodlagos jelenségekMásodlagos jelenségek

•Az ionok nem csak merőlegesen érkeznek a szelet felületére

•Ok: a részecskék ütköznek egymással a plazmában

•Eredmény: befelé dőlő oldalfalak, az árok közepe gyorsabban maródik, szélesebb árkok gyorsabban maródnak

•Az oldalfal vonzza az árokba lépő ionokat

•Ok: a szelet negatív potenciálja

•Eredmény: negatív dőlésszögű fal

•Keskeny árkokban kevésbé jelentős

Másodlagos jelenségekMásodlagos jelenségek

•Szilícium marása szigetelő réteg felett

•A szigetelő pozitívan töltődik

•Az elektromos tér torzul

•Eltéríti a később érkező ionokat

•Keskeny árkoknál az oldalfal alja bemaródik

•Széles árkoknál láb jelenhet meg

Kísérleti munkaKísérleti munka•A vizsgált eszköz: termoelem chip

•Szerkezet:

•Si hordozó (300 µm)

•SiNx-SiO2 membrán (1 µm)

•Vékony vezető rétegben kialakított termooszlop

•A teermooszlop melegpontja alatt a Si plazmamarással eltávolítva

Kísérleti munkaKísérleti munka

• Ha a szerkezetet a fémréteg nélkül készítjük el, megfigyelhetjük a bemutatott marási hibákat

Kísérleti munkaKísérleti munka•Megfigyelés: ha a membrán alatt vezető réteg található, az oldalfal jelentős mértékben torzul

•Ok: a feltöltődő szigetelő réteg alatti fém tovább torzítja az elektromos teret, a F+ ionok sokkal nagyobb mértékben eltérülnek

•A jelenség pontos leírása még kutatás tárgya

Köszönöm Köszönöm figyelmüket!figyelmüket!