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.
