ICP刻蝕SiC機制及表面損傷的研究.pdf

1、刻蝕是SiC器件制備過程中的一項關鍵工藝。由于SiC材料的高硬度及穩(wěn)定的化學性質，普通的濕法刻蝕無法獲得可行的刻蝕速率。目前，常采用的SiC刻蝕方法多為等離子體干法刻蝕，其中，ICP刻蝕由于具有可同時提供較高的等離子體密度及獨立的襯底偏壓源控制的特點，在較低的襯底偏壓下即可獲得合適的刻蝕速率，從而可以獲得較低的刻蝕損傷，因此ICP刻蝕在SiC器件制備中得到廣泛的應用。 本文采用CF4/O2作為刻蝕氣體，研究了不同刻蝕參數(shù)(包括：

2、工作壓強、ICP源功率、偏壓源功率及O2流量)下ICP刻蝕SiC的刻蝕速率的變化。實驗結果顯示，在高ICP源功率、高偏壓源功率及合適的O2含量(這里為25％)、工作壓強(為1.0Pa)下可以獲得高的刻蝕速率。同時利用X射線光電子能譜(XPS)及原子力顯微鏡(AFM)對刻蝕后樣品表面污染及表面粗糙度進行分析，研究了不同參數(shù)下ICP刻蝕對SiC材料引入的表面損傷，獲得了低損傷刻蝕的優(yōu)化工藝條件，為ICP源功率=300W，偏壓源功率=100W

3、，CF4/O2流量=15/15sccm，工作壓強=0.25Pa。文中還利用掃描電子顯微鏡(SEM)對刻蝕側壁輪廓進行了觀測。在對刻蝕速率、刻蝕表面污染、刻蝕表面粗糙度及刻蝕側壁輪廓的分析基礎上，文章對ICP刻蝕SiC的內在機理進行了探討。 此外，本文通過在刻蝕后的樣品表面制備Ni/4H—SiC肖特基二極管，進一步衡量刻蝕對SiC電學性質的影響。實驗結果顯示，刻蝕引入的損傷及污染使得肖特基二極管器件電學性能嚴重退化。為了減少刻蝕引