Материалы, подвергаемые травлению

В качестве материалов, наиболее часто подвергаемых травлению «мокрыми» процессами, выступают различные функциональные слои ИИЭ из:

- диоксида кремния;

- алюминия и его сплавов;

вспомогательные технологические слои из:

- нитрида кремния;

- фоторезиста.

Травление слоёв SiO₂

Для химического травления слоев SiO₂ используют, как правило, травители на основе HF. Однако в технологии ИИЭ водные растворы HF используются, как правило, только для процессов открытого травления SiO₂ (полное или частичное удаление слоя SiO₂, удаление с поверхности кремния естественного слоя SiO₂ непосредственно перед нанесением металлизации – т. н. освежение контактов. Это обусловлено интенсивным газовыделением SiF₄, приводящим к отслаиванию маски резиста и искажению геометрии функциональных слоев ИИЭ.

Для локального травления функциональных слоев ИИЭ через фоторезистивную маску используют так называемые буферные травители, получаемые добавлением в растворы HF фторида аммония NH₄F. Травление слоев SiO₂ в буферном травителе описывается следующими реакциями:

6HF + SiO₂ → H₂SiF₆ + 2H₂O, (3.10)

H₂SiF₆ + NH₄F → (NH₄)₂SiF₆ + HF. (3.11)

Добавление NH₄F к HF увеличивает скорость травления благодаря образованию бифторид ионов HF₂^–, обладающих более высокой реакционной способностью по сравнению с HF.

 

Травление нитрида кремния

Химическое травление применяют для полного удаления слоев Si₃N₄ после процессов локального окисления. Для данной целью используют плавиковую и ортофосфорную кислоты либо их смеси. Химические реакции при удалении Si₃N₄ данными травителями:

 

Si₃N₄ + 18HF → H₂SiF₆ + 2(NH₄)₂SiF₆, (3.12)

3Si₃N₄ + 27H₂O + H₃PO₄ → 4(NH₄)₃PO₄ + 9H₂SiO₃. (3.13)

 

33. Жидкостное травление металлических плёнок. Жидкостное удаление фоторезиста.

Травление плёнок алюминия

Жидкостное химическое травление алюминиевых слоев осуществляют, как правило, в травителе, состоящем из концентрированной азотной, ортофос-

форной, уксусной кислоты и воды. Процесс травления состоит из двух стадий - формирования Al³⁺ и образования AlPO₄ согласно схеме:

(3.19)

 

Вода в ортофосфорной кислоте препятствует растворению Al₂O₃ и способствует растворению AlPO₄. Скорость процесса ограничена скоростью растворения Al₂O₃ в H₃PO₄.

В качестве конечных продуктов реакции выделяется газ, состоящий из смеси H₂, NO и NO₂.

 

Жидкостное удаление фоторезиста

Выбор метода снятия резиста и параметров процесса определяется исходя из следующих факторов:

1) чувствительности поверхности нижележащего слоя к воздействию растворителя (окисление, коррозия, загрязнение ионами, полное растворение);

2) стоимости удаления;

3) типа резиста;

4) предшествующей последовательности операций формирования слоя резиста, включая характеристики нижележащего слоя, параметры термообработки после экспонирования, задубливания, трав-

ления, ионной имплантации.