《炬丰科技-半导体工艺》碳化硅等离子刻蚀方法

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：碳化硅等离子刻蚀方法
编号：JFKJ-21-555
作者：炬丰科技

摘要
本发明提供了一种等离子体蚀刻硅的方法.具有对重叠或底层材料电介质层的选择性的碳化物。该蚀刻气体包括碳气体,貪氧气体知02和任选的载体气体，如氤电介质材料可以包括二氧化硅、氮化硅、氧化硅或各种低k电介质材料，包括有机低k材乳为了实现对这 种介电材料的期望选择性，选择等离子体蚀刻气体化字物质来实现碳化硅的期望蚀刻速率，同时以较慢的速率蚀刻介电材札过程可用于选择性蚀刻氢化碳化硅蚀刻停止层或碳化硅基板。

介绍
半导体材料可以通过选择性地建立和去除材料层来制造成半导体电子器件，如晶体管、二极管、电容等。在集成电路的制造中，芯片上器件数量的持续增加以及伴随的最小特征尺寸的减少使得许多集成电路制造中使用的制造步骤的要求越来越困难，包括将不同材料的层沉积到某些时候困难的拓扑上以及去除材料并形成这些层内的特征。蚀刻是一种从给定的基质中去除半离子导管层或其他材料的技术。在蚀刻过程中，SS材料通过与另一种材料的相互作用而被去除，通常称为蚀刻剂。蚀刻技术分为两大类：湿蚀通常指在溶液或熔融盐或其他液体材料中进行的技术，干蚀一般指使用气体或等离子体进行去除。干式蚀刻技术在诱导电子器件中特别感兴趣，因为它们通常比各种湿式蚀刻方法表现出更好的分辨率和改进的尺寸和形状控制能力。因此，在需要补充图案控制和轮廓的情况下采用干蚀刻，例如处理半导体晶片以形成大型集成器件和集成电路。与蚀刻相关的第二个重要因素是各向异性。各向异性是指蚀刻速率的方向性依赖性。

实验

通过取代为CHF、O或Ar添加不同的气体来修改。例如，为了增加碳化硅层的蚀刻速率，可以希望在CHF中添加其他含NF的气体，如NF。同样地，如果需要额外的氧气，则可以将其他气体，如一氧化碳(CO)或二氧化碳(CO)添加到O中。其他惰性气体可以替代或添加到Ar中。在利用参数的过程中，碳化硅层位于SiO和SiN的介电层之间。使用500瓦的顶部电极射频功率和150瓦的底部电极功率，碳化硅层的蚀刻速率约为1330埃每分钟(A/min)，同时提供SiC：SiO的选择性比，优选为至少18。


本文提供了一种具有对材料的重叠或底层介电层的选择性的等离子体蚀刻碳化硅的方法。该介质材料可以包括各种低介质材料，包括有机低材料、无机介质材料，二氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等。为了实现对这种介质材料的所期望的选择性，选择等离子体蚀刻气体化学，以在以较慢的速率蚀刻介质材料的同时实现所期望的碳化硅的蚀刻速率。碳化硅作为半导体材料具有良好的特性，包括其宽带隙、高热导电率、高饱和电子漂移速度和高电子迁移率。这些特性使碳化硅成为集成电路的一种有吸引力的电介质材料。