Szilícium plazmamarása Készítette: László SándorBolyai Farkas Elméleti Líceum Marosvásárhely Tanára:Szász ÁgotaBolyai Farkas Elméleti Líceum Marosvásárhely Témavezető:Straszner AndrásBME TTK

Plazmamarás • Cél: 3D szerkezetek létrehozása (MEMS szerkezetek) • Száraz marás: a maró közeg plazma (ionizált gáz) • Elektromos térrel irányítható – függőleges falú árkok marása

Mély reaktív ionmarás • A kémiai marás izotróp – a maszk alá mar • Meg kell védeni az oldalfalat • Több lépéses marás (Bosch folyamat) • Védőréteg létrehozása (C 4 F 8 gáz) • A védőréteg eltávolítása (SF 6 gáz, F + ionbombázás) • A Si kémiai marása (Si+4F→SiF 4 ) • Eredmény: függőleges marási profil, hullámos oldalfal • Mély: a mart alakzatok oldalaránya >10 • Reaktív: egyszerre ionporlasztás és kémiai marás

Berendezés • 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 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 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 munka • A vizsgált eszköz: termoelem chip • Szerkezet: • Si hordozó (300 µm) • SiN x -SiO 2 membrán (1 µm) • Vékony vezető rétegben kialakított termooszlop • A teermooszlop melegpontja alatt a Si plazmamarással eltávolítva

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

Kísérleti 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 figyelmüket!