Reaktywne trawienie jonowe węglika krzemu SiC

• Autorzy: Góra K.

Warianty tytułu

EN

Reactive ion etching of silicon carbide SiC

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Węglik krzemu SiC charakteryzuje się wyjątkową odpornością chemiczną. Jego trawienie w KOH wymaga zastosowania temperatury zbliżonej do 600°C. Plazmowe trawienie może być alternatywną możliwością, zwłaszcza w temperaturze pokojowej. System RIE został użyty do trawienia węglika krzemu- polityp 6H, wyprodukowanego w ITME. Zastosowano mieszanki gazowe CF4/O2 i SF6/O2. Opracowano warunki procesu oraz uzyskano wynik trawienia, w którym powierzchnia po procesie wykazuje obniżoną chropowatość w stosunku do materiału wyjściowego. Wyniki w postaci współczynnika chropowatości Ra i profilu powierzchni przed i po procesie pokazano na wydrukach z profilometru. Użyto niklowych i chromowych masek do przeniesienia wzoru na podłoże SiC. Uzyskano głębokie, rzędu kilkunastu žm profile trawienia typu mesa, o pionowych i gładkich powierzchniach ścian bocznych i dna płytki. Obrazy trawienia zaprezentowano w postaci zdjęć z mikroskopu skaningowego.

EN

Silicon carbide (SiC) chemical inertness requires wet etching in KOH at temperature close to 600°C. Plasma etching is an alternative attractive opportunity to etch SiC at room temperature. Reactive Ion Etching (RIE) plasma system has been used to dry etch 6H- silicon carbide (SiC) samples in the CF4/O2 4% gas mixture. We worked out plasma etching conditions to get a process that did not damage sample surface and also lowered the surface roughness. Stylus profilometry was used to measure etch profiles, and surface roughness. These measurements provided information on the mechanical quality of the sample surface. The obtained results show that the surface roughness is lowered nearly 5 times, from Ra=10 nm to Ra=2 nm after the process. DC bias was very low, so ion impact on the surface was weak, and plasma F2 -rich condition was not met. For these reasons the etch rate was very slow, close to 20 nm/min. We used Ni and Cr masks to transfer a pattern to the SiC substrate. The photoresist mask has a very poor selectivity against SiC under F2 -based plasma conditions, therefore metal or ITO masks are preferred. Selectivity close to 20 against SiC was found in this process for metal masks (Cr, Ni). Etch profile (50 µm wide trench with 1,5 µm height) is shown in SEM image Atomic Force Microscopy results (AFM) confirmed the stylus measurements and indicated that our process lowered the surface roughness.

Słowa kluczowe

PL

RIE; trawienie plazmowe; SiC; chropowatość

EN

RIE; plazma etching; SiC; roughness

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 1
• Strony: 25--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Góra K.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

Bibliografia

• [1] Lazar M.: Deep SiC etching with RIE. Superlattices and Microstructures, 40, 2006, 388-392.
• [2] Wang J.: ICP Etching of SiC. Solid State Electronics, 42, 12, 1998, 2283-2288.
• [3] Kim D.: High rate etching of 6H-SiC in SF6-based magnetically-enhanced inductively coupied plasmas. Thin Solid Films, 447, 2004, 100-104.