研究目的
研究TiN薄膜的刻蚀特性及氯基等离子体中TiN对光刻胶的选择性,应用于MIM电容器。
研究成果
TiN薄膜在Cl2/Ar等离子体中的刻蚀速率在特定气体比例(4:16 sccm Cl2/Ar)时达到峰值,最大值为27 nm/min,这归因于Cl自由基的化学刻蚀作用受到离子轰击的增强。XPS分析证实氧化物键被有效破坏且反应产物不断累积,支持离子增强化学刻蚀机制。这为优化MIM电容器制造中的刻蚀工艺提供了见解。
研究不足
该研究仅限于Cl2/Ar等离子体及特定ICP条件,未探索其他气体混合物或等离子体参数。对TiN的关注可能无法推广至其他材料,且实验装置在可扩展性或实际器件集成方面可能存在局限。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用电感耦合等离子体(ICP)系统在Cl2/Ar等离子体中刻蚀TiN薄膜,通过系统改变气体混合比例来研究刻蚀速率和化学反应。利用X射线光电子能谱(XPS)进行表面化学分析。
2:样品选择与数据来源:
在SiO2(10 nm)/Si衬底上通过溅射沉积约200 nm厚的TiN薄膜。使用深度剖析仪测量刻蚀速率。
3:实验设备与材料清单:
配备射频电源的ICP系统、深度剖析仪(Alpha-Step 500,KLA Tencor)、XPS(SIGMA PROBE,Thermo VG)、Cl2和Ar气体、衬底上的TiN薄膜。
4:实验步骤与操作流程:
在固定条件(射频功率500 W,直流偏压-150 V,压力15 mTorr)下,以不同Cl2/Ar气体比例刻蚀TiN薄膜??淌春蟛饬靠淌此俾?,并对刻蚀表面进行XPS分析以检查化学变化。
5:数据分析方法:
使用深度剖析量化刻蚀速率。分析XPS光谱以识别化学位移和键断裂,通过峰解卷积评估表面反应。
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