【刻蚀】等离子体诱导损伤 Plasma induced damage

　　在反应离子刻蚀中总是有一部分离子在阴极电场加速下轰击刻蚀表面。离子轰击以方面形成溅射刻蚀作用，另一方面也会对刻蚀表面载流子分布以及晶格结构造成损伤。反应离子刻蚀中的离子能量在50~500eV。大多数离子在样品表面的穿透深度只有几个纳米，但如果样品表面是低晶面指数表面，离子会由于沟道效应（channeling effect）进入样品深层。离子进入样品表面后形成对载流子陷阱，会造成晶格缺陷或杂质。对某些依赖于表面导电性和载流子分布的特殊电子器件，反应离子刻蚀形成的离子损伤会改变这些器件的性能。例如，实验发现当ICP系统的样品台辅助电源功率从20W增加到40W时，刻蚀的砷化镓（GaAs）高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor，HEMT）的载流子迁移率和浓度分别降低13.8%和29.2%[1]。

　 　包含能带离子、电子和激发分子的等离子体可引起对硅片上的敏感器件引起等离子体诱导损伤。一种主要的损伤是非均匀等离子体在晶体管栅电极产生陷阱电荷，引起薄栅氧化硅的击穿。差的设备或在优化的工艺窗口之外进行刻蚀工艺会使等离子体变得不均匀。另一种器件损伤是能量离子对曝露的栅氧化层的轰击。在刻蚀过程中，这种损伤在刻蚀的时候能在栅电极的边缘发生。等离子损伤有时可以通过退火或湿法化学腐蚀消除[2]。

参考文献：

[1]崔铮．微纳米加工技术及其应用．北京：高等教育出版社，2017.2,：398-398

[2] Michael Quirk. Julian Serda．半导体制造技术．北京：电子工业出版社，2015.6：411-411