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铝的反应性离子蚀刻
对于这个项目，这些挑战本来可以在各种蚀刻化学中遇到。当前用于等离子蚀刻铝的气体为BC13，SICL4，CC14，CL2，BBR3，HBR和BR2 [1,4]。这些气体都是剧毒或致癌的。四胆碱硅不被认为是致癌物，而是毒性。这是选择SICL4作为该项目的蚀刻气体的主要原因之一。SICL4的另一个优点是，它增加了铝对光抗抗命天的选择性。使用SICL4作为唯一的蚀刻气体时，血浆中的过量电弧可能以相对较低的功率发生（<100瓦）发生，因此需要稀释剂来防止这种弧形。这样的稀释剂不仅可以减少等离子体中的弧菌，而且还提高了光膜天固醇的选择性是氦气[2]。使用SICL4和高功率（300瓦）的SICL4和Argon的混合物来完成氧化铝的突破。氩气，是因为其离子很重，因此在溅射过程中对表面造成了更大的损害。SIC14通过减少血浆气氛中的水分来充当水清除剂，从而防止了氧化铝的进一步生长[1]。
单晶 AlN 的干法和湿法蚀刻
氮化铝 (AlN) 的带隙能量为 6.28 eV，可以生长为直径最大 4 英寸的高质量块状晶体，并伴有约 15 MV cm − 1 的高击穿场。1 – 8 这些固有特性使 AlN 成为军用和民用电力及极端环境电子设备等各种应用的有希望的候选材料，包括高温、高辐射暴露、直流微电网、脉冲功率武器和在极端条件下运行的系统，以及高压直流 (HV-DC) 电网内的开关和传输。1、2、8 – 12与窄带隙半导体相比，AlN 在高温和高功率下表现出优异的性能。在功率开关应用中，这种超宽带隙 (UWBG) 半导体表现出减小的电阻能量损耗，有可能用单个器件取代复杂的堆叠配置。 2、5、6、8 此外，在射频应用中，它们有助于开发射程更远、功能更强大的雷达系统，并有望应用于定向能系统。1、2、8 目前的研究重点是控制掺杂和实现用于垂直功率整流器的厚（>10μm）轻掺杂外延结构。4、7、9、11、13-16 为了充分利用这种材料的优势，体相和外延技术的发展
原子级氧介导 2D MoS2 蚀刻和...
暴露 [7] 或浸入水中时。 [8] 相比之下，据报道 MoTe 2 是反应性最强的 TMD 之一。 [9] 然而，人们对导致这些材料行为截然不同的原子级过程知之甚少。像差校正（扫描）透射电子显微镜 (STEM) 可以以亚秒级分辨率获取材料的精确原子结构。然而，用于成像的高能电子也会引起结构变化，正如已经在 MoS 2 和 MoTe 2 中证明的那样。在 MoS 2 中，连续的电子暴露会通过电子激发和连锁损伤的共同作用迅速导致硫空位 [10] 的形成，[11] 它们首先聚集成空位线，然后出现富含钼边缘的孔隙。 [12] 相反，大概由于 Te 的质量大于 S，连锁损伤被抑制，MoTe 2 中的空位形成速度明显较慢，从而可以在不去除原子的情况下发生动态相变。 [13] 尽管如此，在这两种材料长时间成像的过程中，结构变化是不可避免的。 因此，为了研究与氧化相关的结构变化，必须将它们与纯电子辐照引起的效应区分开来。 这就需要具有超高真空的仪器，并在成像过程中在样品周围引入受控的低压气氛。 [14] 此类实验已经表明，石墨烯中的化学蚀刻发生在氧分压 > 3 × 10 − 8 托时，[15] 远低于带有侧入支架的 TEM 仪器的典型压力，导致孔隙从缺陷位置开始生长。 [16] 原始石墨烯区域不受影响。 然而，对所有其他 2D 材料仍然缺乏类似的研究。在这里，我们使用同样的策略来比较低压（9 × 10 − 10 − 4 × 10 − 7 托）氧气气氛下悬浮的二维 MoS 2 和 MoTe 2 单层的行为，同时通过 STEM 进行原子分辨率成像。在电子辐照下，O 2 分子可以分裂成原子氧，从而将化学效应加速到实验可及的时间尺度。在我们的实验中，MoS 2 中的结构损伤与氧分压无关，显示出众所周知的[10,12,17]与电子束相关的空位产生以及随后的富钼边缘结构孔隙。相反，在 MoTe 2 中，不同氧气压力下的结构变化有明显差异。具体而言，在超高真空中，MoTe 2 中的损伤与 MoS 2 中的损伤相似，除了
石墨烯表面刻蚀新技术
近年来，石墨烯纳米材料因其优异的电学和光电性能而引起了人们的广泛关注。基于等离子工程的石墨烯刻蚀可获得原子级薄层和极其洁净的表面，是一个热点问题，具有极高的工业应用价值。残留的污染物具有较高的固有粗糙度，导致性能下降。通过表面清洁方法和自上而下光刻逐层等离子刻蚀可以去除杂质。最近，基于新型等离子技术的刻蚀不会造成损坏并确保其π键，这对导电性和其他特性起着关键作用。因此，本章介绍了纳米材料（如石墨烯）新型刻蚀技术的最新进展以及基于这些技术的新兴应用。
微电子等离子蚀刻的未来：挑战与机遇
注：本文是专题集的一部分：CHIPS：半导体处理和设备的未来。 a) 电子邮件：oehrlein@umd.edu b) 电子邮件：stephan.brandstadter@arkema.com c) 电子邮件：rlbruce@us.ibm.com d) 电子邮件：jpchang@ucla.edu e) 电子邮件：jessica.demott@arkema.com f) 电子邮件：vmdonnel@Central.UH.EDU g) 电子邮件：remi.dussart@univ-orleans.fr h) 电子邮件：andreas.fischer@claryconresearch.com i) 电子邮件：Richard.Gottscho@lamresearch.com j) 电子邮件：hamaguch@ppl.eng.osaka-u.ac.jp k) 电子邮件：masanobu.honda@tel.com l) 电子邮件：hori@nuee.nagoya-u.ac.jp m) 电子邮件：ishikawa@plasma.engg.nagoya-u.ac.jp n)电子邮件：steven.g.jaloviar@intel.com o) 电子邮件：Keren.Kanarik@lamresearch.com p) 电子邮件：karahashi@ppl.eng.osaka-u.ac.jp q) 电子邮件：akiteru.ko@us.tel.com r) 电子邮件：hiten.kothari@intel.com s) 电子邮件：nobuyuki.kuboi@sony.com t) 电子邮件：mjkush@umich.edu u) 电子邮件：thlill@icloud.com v) 电子邮件：pingshan.luan@us.tel.com w) 电子邮件：mesbah@berkeley.edu x) 电子邮件：ermiller@us.ibm.com y) 电子邮件：shoubhanik_nath@berkeley.edu z) 电子邮件：yoshinobu.ohya@tel.com aa) 电子邮件： mitsuhiro.omura@kioxia.com bb) 电子邮件：ch1224.park@samsung.com cc) 电子邮件：John_Poulose@amat.com dd) 电子邮件：shahid_rauf@amat.com ee) 电子邮件：sekine@plasma.engg.nagoya-u.ac.jp
四氯化硅中钽的反应离子蚀刻
金属结构的精确图案化在可行的金属基器件的开发中起着至关重要的作用。通过研究适当蚀刻材料层的蚀刻条件，可以进一步优化和控制蚀刻过程。这项工作报告了使用四氯化硅 (SiCl 4 )/氩 (Ar) 等离子体对钽 (Ta) 微米膜进行反应离子蚀刻 (RIE)。研究了蚀刻特性与 SiCl 4 /Ar 比率、等离子体功率和腔室压力的关系。结果发现，增加 SiCl 4 的流速或等离子体功率会导致蚀刻速率增加。此外，观察结果表明，将 Ar 的流速增加到 30 sccm 以上和将等离子体压力增加到 100 mTorr 以上是无效的。此处实施的工作代表着开发可用于广泛设备的钽基结构的重要一步。
高纵横比硅沟槽的蚀刻。
在 DRAM 器件中制造电荷存储电容器时，高纵横比 (AR) 沟槽对于实现大电容值必不可少。高 AR 沟槽的蚀刻会受到固有 RIE 滞后机制的影响，这是由于深沟槽底部的离子能量和蚀刻物质数量减少所致。本文提出了两种方法来尽量减少这些问题，从而实现更高的硅蚀刻速率和更深的沟槽。本文所述工作中使用的气体混合物为 HBr + NF 3 + O 2 。沟槽蚀刻工艺的设计目的是在蚀刻沟槽时在侧壁上连续沉积一层薄钝化膜。这种氧化物状钝化膜 (SiO x F y Cl z ) 可防止沟槽侧壁在 XY 平面表面被蚀刻时被蚀刻。在蚀刻过程中平衡形成钝化膜对于在高纵横比沟槽蚀刻中实现高度各向异性至关重要。尽管钝化膜形成于包括蚀刻前沿在内的所有表面上，但沟槽底部的膜却不断被入射到该表面上的高能离子去除。然而，侧壁上的膜不受离子轰击（除了那些以掠射角接收离子且能量 > 阈值能量的区域），因此不会被蚀刻，从而防止硅的横向蚀刻。该过程还提高了掩模选择性，因为钝化膜也沉积在掩模表面上，从而降低了其有效蚀刻速率。据悉，蚀刻工艺内置有沉积组件，可在沟槽表面形成氧化物状钝化膜。由于沟槽开口附近的壁暴露在高浓度反应物等离子体中的时间最长，因此此处的沉积物较厚（> 25 nm），并随着深度逐渐变薄至 < 5 nm。沟槽下部沉积物较薄的另一个原因是，从倾斜掩模偏转的一些离子以掠射角到达该区域并使薄膜变薄。顶部沉积物较厚的直接后果是开口收缩，从而减小了这一临界尺寸，这反过来又通过减少进入沟槽孔的离子和中性粒子的数量而增加了 RIE 滞后。因此，可实现的深度减小，电池电容也减小了。显然，通过减薄衬里定期扩大该开口将允许更多蚀刻物质进入沟槽，底部的立体角增加，从而实现更高的硅蚀刻速率。虽然减薄可以在单独的系统中完成，但我们建议在本文中现场执行此步骤。需要定制此原位等离子清洗工艺，以便在此步骤中不会显著蚀刻掩模。这很关键，因为减薄工艺按要求，等离子体中几乎没有或完全没有沉积成分。我们已成功使用硅烷（例如 SiH 4 ）和含 F 气体（例如 NF 3 ）的混合物以及少量或完全没有氧气来进行此减薄步骤。另一种方法涉及去除钝化层