Диссертация (1143771)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОглавлениеВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………5ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ………………………………………..91.1Физико-химическиеосновыпроцессовплазмохимическоготравления …………………………………………………………………1.2Основные типы оборудования, используемого для глубокогоплазмохимического травления материалов электронной техники ….1.3912Основные закономерности процессов плазмохимического травленияподложек из карбида кремния, монокристаллического кварца иниобата лития ……………………………………………………………141.3.1 Карбид кремния и особенности его плазмохимического травления …141.3.2 Монокристаллический кварц и особенности его плазмохимическоготравления …………………………………………………………………1.3.3 Монокристаллическийниобатлитияиособенностиегоплазмохимического травления ……………………………………….....1.42130Выводы из аналитического обзора литературы и постановка задачиисследования ……………………………………………………………..38ГЛАВА 2.

МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА ………………..402.1Разработкаисозданиеэкспериментальнойустановкидляплазмохимического травления ………………………………………….402.1.1 Математическое моделирование характера температурных полей вподложкодержателе ……………………………………………………..2.1.2 Конструированиеиизготовлениеподложкодержателя47длятермостимулированных процессов плазмохимического травлениямонокристаллического кварца, карбида кремния и ниобата лития ….2.2Методика подготовки и проведения процессов плазмохимическоготравления …………………………………………………………………2.35357Научное планирование эксперимента на основе матричного методаTaguchi ……………………………………………………………………5922.4Методика исследования поверхностей травления подложек ………...ГЛАВА3.ИССЛЕДОВАНИЕЗАКОНОМЕРНОСТЕЙТРАВЛЕНИЯПРОЦЕССАФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГОМОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГОКВАРЦАВГАЗОРАЗРЯДНОЙ ФТОРОСОДЕРЖАЩЕЙ ПЛАЗМЕ …………………..3.1монокристаллическогокварцаснаибольшимискоростями ……………………………………………………………….63Исследование влияния основных технологических параметровпроцесса травления на скорость травления кварца …………………...3.363Определение газовой смеси, обеспечивающей плазмохимическоетравление3.262Разработкаосновпроцессаглубокогоскоростногоплазмохимического травления SiO2 ……………………………………ГЛАВА4.ИССЛЕДОВАНИЕЗАКОНОМЕРНОСТЕЙПРОЦЕССА6678ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГОТРАВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КАРБИДА КРЕМНИЯ ВГАЗОРАЗРЯДНОЙ ФТОРОСОДЕРЖАЩЕЙ ПЛАЗМЕ …………………..4.188Определение газовой смеси, обеспечивающей плазмохимическоетравление монокристаллического карбида кремния с наибольшимискоростями ……………………………………………………………….4.2Исследование влияния основных технологических параметровпроцесса травления на скорость травления SiC …..…………………...4.38890Разработка основ и оптимизация процесса глубокого скоростногоплазмохимического травления SiC ……………………………………..

104ГЛАВА5.ИССЛЕДОВАНИЕЗАКОНОМЕРНОСТЕЙПРОЦЕССАФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГОТРАВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО НИОБАТА ЛИТИЯ ВГАЗОРАЗРЯДНОЙ ФТОРОСОДЕРЖАЩЕЙ ПЛАЗМЕ ………………….. 1125.1Определение газовой смеси, обеспечивающей плазмохимическоетравление монокристаллического ниобата лития с наибольшимискоростями ……………………………………………………………….11235.2Исследование влияния основных технологических параметровпроцесса травления на скорость травления ниобата лития …..………5.3Разработкаосновпроцессаглубокого116скоростногоплазмохимического травления LiNbO3 ………………………………...126ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ………………………………….

135СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………... 1374ВВЕДЕНИЕВысокопроизводительныеипрецизионныетехнологииполученияповерхностных структур с высоким аспектным отношением играют ключевуюроль в производстве различных приборов электронной техники. Жидкостныеметоды обработки и травления материалов электронной техники не могут бытьиспользованы при формировании глубокого вертикального рельефа поверхностиили при сквозном размерном травлении в силу низких скоростей и изотропногохарактера травления. Вышеперечисленные проблемы частично или полностьюрешаются с помощью плазмохимических методов травления, основанных наиспользовании низкотемпературной плазмы.

В настоящее время технологиясухогоплазмохимическогоизотропногоитравленияанизотропного(ПХТ)травленияактивноширокогоприменяетсяспектрадляматериаловмикроэлектроники, а также плазмохимической очистки с минимальнымиповреждениями поверхности в результате ионной бомбардировки. Основупроцесса ПХТ составляют химические реакции и физические процессывзаимодействия высокореакционных или энергетических частиц плазмы споверхностью обрабатываемого материала. ПХТ обеспечивает высокий уровеньрешения многих технологических задач по созданию изделий с субмикроннымиструктурами.На данный момент для получения структур с высоким аспектнымотношением используется широкий спектр установок с удаленной плазмой,отличительной особенностью которых является возможность независимойрегулировки энергии и плотности потока ионов.

В подавляющем большинствеслучаев проблема достижения высоких скоростей травления, удовлетворяющихтехническим требованиям промышленности, в преимущественно импортируемомоборудовании решается за счет использования достаточно мощных (с мощностьюболее 1500 Вт) высокочастотных (ВЧ) генераторов для создания газорязряднойплазмы. Использование ВЧ генераторов повышенной мощности ведет кувеличению стоимости как собственно оборудования, так и конечного изделия.5Решениезадачиимпортозамещениядиктуетнеобходимостьразработкиотечественных установок ПХТ, которые по своим техническим характеристикамбыли бы конкурентоспособны или даже превосходили зарубежные аналоги. Вчастности,весьмаперспективнымпредставляетсяразработкаустановокплазмохимического травления с ВЧ источниками пониженной мощности (менее1000 Вт) и реализация на таком оборудовании технологий плазмохимическоготравления, не уступающих по производительности технологиям, реализованнымна импортном мощном оборудовании, а также удовлетворяющим всемтехническим требованиям предприятий, применяющим такие процессы.В настоящее время установки и технологии плазмохимического травленияуспешно применяются для прецизионного травления кремния с высокимискоростями.

Однако для травления подложек из монокристаллического кварца(SiO2), карбида кремния (SiC) и ниобата лития (LiNbO3), которые находят всеболее широкое применение в микроэлектронике и микросистемной технике, этипроцессы используются ограниченно в силу недостаточной изученности ихосновных физико-химических закономерностей.Цель работы состояла в получении новых знаний об основных физикохимическихзакономерностяхпроцессовплазмохимическоготравлениямонокристаллического кварца, карбида кремния и ниобата лития на установке синдуктивносвязаннойплазмой(ИСП),оснащеннойВЧгенераторомспониженной мощностью (менее 1000 Вт), и разработке на этой основе технологийглубокого направленного высокоскоростного травления подложек из указанныхматериалов.В связи с этим, в ходе выполнения работы было необходимо решитьследующие задачи:1.Разработать и создать универсальную плазмохимическую установку длятравления монокристаллического кварца, карбида кремния и ниобата лития систочником высокоплотной (~1012 см-3) индуктивно связанной плазмы (ИСП) снезависимой регулировкой энергии и плотности потока ионов, поступающих к6поверхности обрабатываемого материала, а также возможностью нагрева иподдержания необходимой температуры подложки в диапазоне от 20 до 400 °C.2.Изучить физико-химические закономерности процессов плазмохимическоготравления монокристаллического кварца, карбида кремния и ниобата лития.3.Изучить особенности термостимулированных процессов травления дляоценкивозможностиповышенияскороститравленияиуменьшенияшероховатости поверхности получаемых структур.4.Разработать технологии высокоскоростного направленного глубокого(сквозного) плазмохимического травления подложек из монокристаллическогокварца, карбида кремния и ниобата лития.Научная новизна работы заключается в следующем:1.Получены новые знания о характере влияния основных технологическихпараметров процесса ПХТ на скорость травления монокристаллического кварца,карбида кремния и ниобата лития и дано физико-химическое обоснованиеэкспериментально обнаруженным закономерностям.2.На основании метода научного планирования эксперимента осуществленоранжирование основных технологических параметров по степени значимости ихвлияния на скорость процессов плазмохимического травления SiO2, SiC и LiNbO3.3.Наоснованиирезультатовчисленногомоделированияразработанаоптимальная конструкция оригинального подложкодержателя с возможностьюрегулирования и термостатирования его поверхности.4.Получены новые знания о влиянии термостимуляции на процессыплазмохимического травления SiO2, SiC, LiNbO3 и определены оптимальныезначения технологических параметров, обеспечивающие высокоскоростноетравление при использовании ВЧ источника малой мощности.5.На основе результатов экспериментального исследования разработанымодельные представления об особенностях образования дефектов на поверхностикарбида кремния и ниобата лития, позволившие предложить методы ихустранения.Практическая ценность работы заключается в том, что:71.Разработан и создан прототип промышленной универсальной установкиплазмохимического травления различных материалов электронной техники систочником высокоплотной (~1012 см-3) индуктивно связанной плазмы свозможностью независимой регулировки энергии и плотности потока ионов,поступающих к поверхности обрабатываемого материала, с возможностьюнагрева и поддержания необходимой температуры подложки в диапазоне от 20 до400 °C.2.Разработанатехнологияглубокого(сквозного)высокоскоростногонаправленного плазмохимического травления монокристаллического кварца.Достигнутые скорости травления находятся в диапазоне 1.1-1.7 мкм/мин ипозволяют получать структуры с различным значением аспектного отношения.Технология успешно апробирована при изготовлении кварцевого камертонногочувствительного элемента прецизионного датчика давления, производящегося наАО «НПП «Радар ммс».3.Разработанатехнологияглубокого(сквозного)высокоскоростногонаправленного плазмохимического травления монокристаллического карбидакремния с использованием ВЧ источника индуктивно связанной плазмы малоймощности (1000 Вт).

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации