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常压下八氟环丁烷等离子体射流对硅刻蚀的气体效应研究

DOI：10.1109/TPS.2018.2883760 期刊：IEEE Transactions on Plasma Science 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 采用电容耦合射频双管等离子体放电射流进行刻蚀工艺。通过常压等离子体源通入氩气载气，八氟环丁烷（C4F8）刻蚀气体注入等离子体中。在晶体硅衬底上进行刻蚀实验，分析了刻蚀特性，刻蚀速率变化趋势显示其对C4F8气体流量和氧气的添加存在依赖性。当等离子体功率为100 W、C4F8气体流量为250 sccm时，获得最佳刻蚀速率7.2 μm/min。表面形貌检测显示了该常压等离子体射流处理下的刻蚀形貌。该等离子体技术可为无腔室干法刻蚀工艺带来突破。
作者： Wei-Ting Liu，Ta-Chin Wei，Yu-Ching Sung，Chou-Yuan Cheng，Ting-Hao Chen，Chun Huang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究无腔室环境下电容耦合射频大气压等离子体射流用于硅刻蚀的应用，重点考察C4F8流量和氧气添加对刻蚀速率的影响。

研究成果

采用电容耦合射频双管C4F8/Ar混合气体等离子体射流成功实现了晶体硅的刻蚀，其刻蚀速率显著依赖于C4F8气体流量输入。当C4F8气体流量为250 sccm、等离子体功率为100 W时，获得了最大7.2 μm/min的刻蚀速率。研究发现添加氧气会降低刻蚀速率，表明其对等离子体稳定性和活性粒子生成具有影响。

研究不足

该研究仅限于探讨特定类型常压等离子体射流中C4F8气体流速和氧气添加对硅蚀刻速率的影响，未涉及该工艺的放大潜力及其对其他材料的适用性。

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