Reactive ion etching of 4H-SiC with BCl3 plasma

• Autorzy: Stonio Bartłomiej , Kwietniewski Norbert , Firek Piotr , Sochacki Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.02.14

Warianty tytułu

PL

Reaktywne trawienie jonowe 4H-SiC przy użyciu plazmy Ar/BCl3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of plasma assisted reactive ion etching (RIE) of silicon carbide (4H-SiC). with a mixture of Ar and BCl3. The influence of input parameters such as process time, pressure, power and a ratio of working gases (Ar and BCl3) on the etch rate was investigated. The windows in SiO2 layer fabricated by PECVD process were patterned by photolithography. A stylus profilometry was a basic method of depth measurements after the etching processes.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki reaktywnego trawienia jonowego (Reactive Ion Etching – RIE) węglika krzemu (4H-SiC) wspomaganego plazmą na bazie gazów roboczych Ar+BCl3. Przeprowadzono analizę wpływu parametrów procesu trawienia: czasu procesu, ciśnienia w komorze roboczej, mocy i stosunku gazów roboczych (Ar i BCl3) na głębokość i szybkość trawienia węglika krzemu. Jako maskę w procesach użyto osadzonego plazmowo SiO2, w którym zostały zdefiniowane okna przy pomocy fotolitografii. Pomiary głębokości po procesach trawienia zrealizowane zostały metodą profilometrii.

Słowa kluczowe

EN

silicon carbide; 4H-SiC; plasma etching; BCl3; RIE

PL

węglik krzemu; 4H-SiC; trawienie plazmowe; BCl3; RIE

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 2
• Strony: 57--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stonio Bartłomiej

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Kwietniewski Norbert

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Firek Piotr

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Sochacki Mariusz

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] P. J. Gielisse, “Wide bandgap materials in future electronic applications,” 2000, pp. 115–123.
• [2] J. B. Casady and R. W. Johnson, “Status of silicon carbide (SiC) as a wide-bandgap semiconductor for high-temperature applications: A review,” Solid. State. Electron., vol. 39, no. 10, pp. 1409–1422, Oct. 1996.
• [3] P. R. Chalker, “Wide bandgap semiconductor materials for high temperature electronics,” Thin Solid Films, vol. 343–344, pp. 616–622, Apr. 1999.
• [4] A. Salemi, H. Elahipanah, C. M. Zetterling, and M. Ostling, “A Comprehensive Study on the Geometrical Effects in High- Power 4H-SiC BJTs,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 64, no. 3, pp. 882–887, 2017.
• [5] B. Chen, H. Matsuhata, T. Sekiguchi, K. Ichinoseki, and H. Okumura, “Surface defects and accompanying imperfections in 4H–SiC: Optical, structural and electrical characterization,” Acta Mater., vol. 60, no. 1, pp. 51–58, Jan. 2012.
• [6] T. Kimoto, “Material science and device physics in SiC technology for high-voltage power devices,” Jpn. J. Appl. Phys., vol. 54, no. 4, 2015.
• [7] K. Krol et al., “Influence of Phosphorus Implantation on Electrical Properties of Al/SiO2/4H-SiC MOS Structure,” Mater. Sci. Forum, vol. 821–823, pp. 496–499, 2015.
• [8] M. Sochacki and J. Szmidt, “Dielectric films fabricated in plasma as passivation of 4H-SiC Schottky diodes,” Thin Solid Films, vol. 446, no. 1, pp. 106–110, Jan. 2004.
• [9] M. Sochacki, K. Krol, M. Waskiewicz, K. Racka, and J. Szmidt, “Interface traps in Al/HfO2/SiO2/4H-SiC metal-insulatorsemiconductor (MIS) structures studied by the thermallystimulated current (TSC) technique,” Microelectron. Eng., vol. 157, pp. 46–51, May 2016.
• [10] M. Sochacki, P. Firek, N. Kwietniewski, J. Szmidt, and W. Rzodkiewicz, “Electronic properties of BaTiO3/4H-SiC interface,” Mater. Sci. Eng. B Solid-State Mater. Adv. Technol., vol. 176, no. 4, pp. 301–304, 2011.
• [11] H. Tsuchida, I. Kamata, T. Miyazawa, M. Ito, X. Zhang, and M. Nagano, “Recent advances in 4H-SiC epitaxy for high-voltage power devices,” Mater. Sci. Semicond. Process., vol. 78, no. October 2017, pp. 2–12, 2018.
• [12] D. Zhuang and J. H. Edgar, “Wet etching of GaN, AlN, and SiC: A review,” Mater. Sci. Eng. R Reports, vol. 48, no. 1, pp. 1–46, 2005.
• [13] A. Szczesny, P. Śniecikowski, J. Szmidt, and A. Werbowy, “Reactive ion etching of novel materials - GaN and SiC,” User Model. User-adapt. Interact., vol. 70, no. 2–3, pp. 249–254, 2003.
• [14] P. S. Kang, K. T. Kim, D. P. Kim, C. Il Kim, and A. M. Efremov, “Dry etching characteristics of (Ba0.6,Sr0.4)TiO 3 thin films in high density CF4/Ar plasma,” Surf. Coatings Technol., vol. 171, no. 1–3, pp. 273–279, 2003.
• [15] S. Wolf and R. N. Tauber, Silicon Processing for the VLSI Era. Vol. 1. Process Technology. California: Sunset Beach, 1987.
• [16] A. Werbowy, P. Firek, J. Chojnowski, A. Olszyna, J. Szmidt, and N. Kwietniewski, “Barium titanate thin films plasma etch rate as a function of the applied RF power and Ar/CF4 mixture gas mixing ratio,” Phys. status solidi, vol. 4, no. 4, pp. 1578– 1580, Apr. 2007.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).