KotiUutisetHalogeenittoman atomien etsaus

Halogeenittoman atomien etsaus

Tekniikka välttää tavanomaisten halogeenikaasujen myrkyllisiä sivutuotteita leikkaamalla ympäristövaikutuksia edistäen puolijohteiden skaalausta.



Japanin ja Taiwanin tutkijat ovat osoittaneet halogeenittoman plasmatekniikan, joka pystyy etsaamaan hafniumoksidi (HFO2) -elokuvia atomitason tarkkuus, merkitsevät merkittävän vaiheen seuraavan sukupolven puolijohdevalmistukseen.Pienessä tieteessä raportoitu prosessi saavuttaa sileät, tasaiset pinnat huoneenlämpötilassa luottamatta myrkyllisiin halogeenipohjaisiin kaasuihin, joita käytetään laajasti tavanomaisessa plasman etsauksessa.

HFO2 on jo edistyneen elektroniikan kulmakivimateriaali, jota arvostetaan sen korkeasta dielektrisestä vakiosta, lämpöstabiilisuudestaan ​​ja laajasta kaistaväristä.Nämä ominaisuudet tekevät siitä välttämättömän ehdokkaan ultra-gate-eristeille 2D-transistoreilla ja seuraavan sukupolven muistilaitteissa.Silti sen vahvat hafnium -happi -sidokset vaikeuttavat myös HFO2: ta tunnetusti vaikeasti syövyttämään sekä tarkkuudella että pinnan sileydellä.


Perinteiset plasma-parannetut atomikerroksen etsausmenetelmät (ALE) käsittelevät tätä käyttämällä halogeenikaasuja-tyypillisesti fluoria tai klooria-yhdistettynä energisella ionin pommituksella.Vaikka lähestymistapa on tehokasta, se on haittoja.Halogeenikaasut ovat myrkyllisiä ja ympäristöystävällisiä, kun taas niiden sivutuotteilla on usein matala haihtuvuus, takertuvat reaktoriseiniin tai laitteen sivuseiniin ja heikentävän suorituskyvyn.



Nagoya-yliopiston Shih-Nan Hsiaon ja Masaru Horin johtama tiimi yhteistyössä Ming Chi -yliopiston kanssa, suunnitteli kaksivaiheisen syklisen menetelmän, joka korvaa halogeenit typpi- ja happea plasmoilla.Ensimmäisessä vaiheessa n⁺ -ionit pommittavat HFO2 -pintaa, sitoen typpeä kalvoon.Toisessa O2-plasma poistaa typpisidotun kerroksen itserajoittavan reaktion kautta.Jokainen sykli poistaa vain 0,023 - 0,107 materiaalia nanometrit, mikä mahdollistaa subatomisen tarkkuuden.

Pinta-analyysi käyttämällä infrapunaspektroskopiaa ja röntgenvaloelektronispektroskopiaa vahvistivat, että typpiatomit korvaavat väliaikaisesti happiatomeja syklin aikana ennen hajoamista haihtuneiksi sivutuotteiksi happiplasman alla.Etshattamisen lisäksi menetelmä parantaa myös pinnan morfologiaa: 20 syklin jälkeen karheus väheni 60%.

Tärkeää on, että prosessi toimii huoneenlämpötilassa, säästäen energiaa ja yksinkertaistaen integraatiota puolijohdetukoihin.Se välttää myös halogeenipohjaisia ​​tähteitä, tukee puhdistusainetta, kestävämpää valmistusta.

Kun puolijohdemitat kutistuvat vain muutamaan nanometriin, tällaiset tekniikat ovat välttämättömiä laitteen suorituskyvyn ylläpitämiseksi vähentäen samalla ympäristövaikutuksia.Tutkimus perustaa ensimmäisen halogeenittoman atomitason etsausreitin HFO2: lle, mikä mahdollisesti asetetaan malli muiden vaikeasti pyydettävien materiaalien käsittelemiseksi edistyneessä mikroelektroniikassa.