Ионно-плазменное травление Выполнил студент группы 4/10: Соколов В. О. Проверил: Мурин Д.Б.

Травление – это группа технологических приёмов для управляемого удаления поверхностного слоя материала с заготовки. Травление – это группа технологических приёмов для управляемого удаления поверхностного слоя материала с заготовки. Ионное травление обусловлено удалением поверхностных слоёв материалов в результате физического распыления высокоэнергетическими ионами инертных газов. Ионное травление обусловлено удалением поверхностных слоёв материалов в результате физического распыления высокоэнергетическими ионами инертных газов. Если обрабатываемый материал помещён на электродах или держателях, соприкасающихся с плазмой разряда, то травление в таких условиях называют ионно-плазменным. Если обрабатываемый материал помещён на электродах или держателях, соприкасающихся с плазмой разряда, то травление в таких условиях называют ионно-плазменным. 2 Ионно-плазменное травление

Классификация : По способу возбуждения и поддержания электрического разряда системы ИПТ подразделяются на системы: 3 с разрядами постоянного тока (ПТ) с самостоятельными ВЧ разрядами на постоянном токе и высокой частоте с искусственным поддержанием разряда

Классификация Системы ИПТ можно классифицировать по числу электродов на: 4 двухэлектродные (диодные) трёхэлектродные (триодные) многоэлектродные (четыре и более электродов) По форме и расположению электродов системы ИПТ могут быть: горизонтальными с плоскими электродами (планарные) вертикальными с электродами в виде цилиндров и многогранных призм

Системы ИПТ Рис. 1. Разновидности систем ИПТ. 1 - камера; 2 - заземленный электрод; 3 - ВЧ (ПТ) электрод; 4 - заземленный экран; 5 - откачка; 6 - обрабатываемые пластины; 7 - напуск газа; 8 - анод; 9 - термокатод; 10 - магнитная система. 5 а -планарная ВЧ (ПТ) диодная в - триодная б-вертикальная ВЧ (ПТ) диодная с многогранным электродом г - планарная магнетронная

Область применения - ограничена ИПТ проводящих материалов, Рабочие давления лежат в диапазоне Па, Травление материалов осуществляется в аномальном тлеющем разряде при напряжении на катоде кВ. Позволяет проводить травление проводящих слоев на большую глубину. 6 Планарная ВЧ диодная система Возможность ИПТ любых материалов (металлов, полупроводников, диэлектриков, органических соединений и др.) Простота конструкции Большая площадь ВЧ электрода, на которой обеспечивается равномерная ионная бомбардировка. Планарная ПТ диодная система Рис. 2. Планарная ВЧ (ПТ) диодная система.

Недостатки: Трудность получения однородной плазмы из-за малого размера термокатода,что приводит к неравномерности травления образцов по поверхности мишени. Наличие термокатода также ограничивает ресурс работы триодной системы до его смены. 7 Достоинства: На мишень может подаваться как постоянное отрицательное напряжение при травлении проводящих материалов, так и ВЧ напряжение при травлении диэлектриков. Процессы образования плазмы и травления разделены, что позволяет управлять энергией ионов с помощью напряжения на мишени. Триодная система Рис. 3. Триодная система.

Планарная магнетронная система Достоинства: Наличие у мишени замкнутого магнитного поля, В системе предусмотрено сканирование магнитного поля по диаметру мишени с помощью перемещения магнитной системы, Наличие магнитного поля с индукцией Тл позволяет проводить ионно- плазменное травление при давлении Па, обеспечивая энергию ионов 250 эВ при плотности ионного тока ~ 6 мА/см 2, При высоких скоростях травления материалов резко уменьшается возможность их радиационного повреждения вследствие низких энергий ионов. 8 Рис. 4. Планарная магнетронная система.

9

Недостатки процессов ИПТ 10 Показатель анизотропии в диапазоне 5 – 10. Процессы ИПТ всегда сопровождаются образованием радиационных дефектов Неравномерность травления: в диодных ВЧ системах и системах постоянного тока с планарными и коаксиальными электродами - не превышает %, в триодных системах %, в магнетронных системах также %.