100
100
подается достаточно большой отрицательный потенциал. В результате
положительные ионы плазмы бомбардируют поверхность пластины и слой за слоем
выбивают атомы с поверхности, т. е.
травят ее. Аналогичным способом
достигается очистка поверхности от загрязнений –
ионная очистка. Структура
ионно-плазменных установок описана в 6.9.
Ионное травление, как и химическое, может быть общим и локальным.
Несомненным преимуществом локального ионного травления является отсутствие
«подтравливания» под маску: стенки вытравленного рельефа практически
вертикальны, а площади углублений равны площади окон в маске,
Общее преимущество ионного травления заключается в его универсальности
(не требуется
индивидуального кропотливого подбора травителей для каждого
материала), а общий недостаток – в необходимости дорогостоящих установок и
значительных затратах времени на создание в них нужного вакуума.
За последние годы разработаны и широко используются методы так
называемого
анизотропного травления. Эти методы основаны на том, что скорость
химической реакции, лежащей в основе классического травления, зависит от
кристаллографического направления. Наименьшая скорость свойственна
направлению [111], в котором плотность атомов на единицу площади максимальна
(рис. 2.2), а наибольшая – направлению [100], в котором плотность атомов
минимальна. Поэтому при использовании специальных
анизотропных травителей
скорость травления оказывается разной в разных направлениях и боковые стенки
лунок приобретают определенный рельеф –
огранку. Пример огранки при травлении
в плоскости (100) показан на рис. 6.10, б. Как видим, в данном случае травление
идет
параллельно плоскостям (111), поскольку в направлении [111],
перпендикулярном этой плоскости, скорость травления намного меньше, чем в
других направлениях.
Углы, под которыми вытравливаются боковые стенки лунок, строго
определены и поддаются расчету [например, на рис. 6.10, б угол между плоскостями
(100) и (111) составляет 61,5°]. Поэтому вместе методом масок метод анизотропного
травления дает разработчику ИС возможность проектировать рельеф отверстий
не
только по плоскости, но и по глубине.
Напряжение, свойственное ионному травлению (2–3 кэВ), значительно
меньше ускоряющих напряжений при ионной имплантации, поэтому внедрение
ионов в пластину не происходит.
Тот факт, что плоскость (111) как бы «непроницаема» для травителя,
обеспечивает еще одно преимущество анизотропного травления: если края окон в
маске ориентированы по осям (100), то отсутствует явление подтравливания,
свойственное изотропному травлению ис. 6.10,
а). Соответственно при
анизотропном травлении наружные размеры лунок могут практически совпадают с
размерами окон в маске.
6.7. Техника масок
В технологии полупроводниковых приборов важное место занимают маски:
они обеспечивают локальный характер напыления, легирования, травления, а в
некоторых случаях и эпитаксии. Всякая маска содержит совокупность заранее
спроектированных отверстий – окон. Изготовление таких окон есть задача
литографии (гравировки). Ведущее место в технологии изготовлен ля масок
сохраняет фотолитография, которой мы уделим главное внимание.