دور سداسي فلوريد الكبريت في حفر نتريد السيليكون

يُعدّ سداسي فلوريد الكبريت غازًا ذا خصائص عازلة ممتازة، ويُستخدم غالبًا في إخماد الأقواس الكهربائية عالية الجهد، وفي المحولات، وخطوط نقل الطاقة عالية الجهد، وغيرها. إلا أنه بالإضافة إلى هذه الوظائف، يُمكن استخدام سداسي فلوريد الكبريت أيضًا كعامل حفر إلكتروني. ويُعتبر سداسي فلوريد الكبريت عالي النقاء، والمُناسب للاستخدامات الإلكترونية، عامل حفر إلكتروني مثاليًا، ويُستخدم على نطاق واسع في مجال تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة. اليوم، ستُقدم لكم نيو رويد، محررة قسم الغازات، يويو، عرضًا لتطبيق سداسي فلوريد الكبريت في حفر نتريد السيليكون، وتأثير مختلف المعايير عليه.

نناقش عملية حفر بلازما SF6 لطبقة SiNx، بما في ذلك تغيير طاقة البلازما، ونسبة غاز SF6/He، وإضافة غاز O2 الكاتيوني، ومناقشة تأثيرها على معدل حفر طبقة حماية عنصر SiNx في الترانزستور ذي الأغشية الرقيقة (TFT)، وباستخدام مطياف إشعاع البلازما، نحلل تغيرات تركيز كل نوع في بلازما SF6/He وSF6/He/O2 ومعدل تفكك SF6، ونستكشف العلاقة بين تغير معدل حفر SiNx وتركيز أنواع البلازما.

أظهرت الدراسات أنه مع زيادة قدرة البلازما، يزداد معدل الحفر؛ وإذا زاد معدل تدفق سادس فلوريد الكبريت (SF6) في البلازما، يزداد تركيز ذرات الفلور، وهو ما يرتبط ارتباطًا طرديًا بمعدل الحفر. بالإضافة إلى ذلك، بعد إضافة غاز الأكسجين الموجب الشحنة (O2) عند معدل تدفق إجمالي ثابت، سيؤدي ذلك إلى زيادة معدل الحفر، ولكن باختلاف نسب تدفق O2/SF6، ستكون هناك آليات تفاعل مختلفة، يمكن تقسيمها إلى ثلاثة أجزاء: (1) عندما تكون نسبة تدفق O2/SF6 صغيرة جدًا، يساعد O2 على تفكك SF6، ويكون معدل الحفر في هذه الحالة أكبر منه عند عدم إضافة O2. (2) عندما تكون نسبة تدفق O2/SF6 أكبر من 0.2 وتقترب من 1، يكون معدل الحفر في أعلى مستوياته نظرًا لتفكك كمية كبيرة من SF6 لتكوين ذرات الفلور. لكن في الوقت نفسه، تتزايد ذرات الأكسجين في البلازما، مما يُسهّل تكوّن SiOx أو SiNxO(yx) على سطح طبقة SiNx. وكلما زادت ذرات الأكسجين، ازدادت صعوبة تفاعل الحفر مع ذرات الفلور. لذلك، يبدأ معدل الحفر بالتباطؤ عندما تقترب نسبة O2/SF6 من 1. (3) عندما تتجاوز نسبة O2/SF6 1، ينخفض ​​معدل الحفر. ونظرًا للزيادة الكبيرة في تركيز O2، تصطدم ذرات الفلور المتفككة بـ O2 مُكوّنةً OF، مما يُقلل من تركيز ذرات الفلور، وبالتالي ينخفض ​​معدل الحفر. يتضح من ذلك أنه عند إضافة O2، يجب أن تتراوح نسبة تدفق O2/SF6 بين 0.2 و0.8 للحصول على أفضل معدل حفر.