鈷－矽系統的活性離子蝕刻及損害之恢復

Abstract

本論文旨在研究二矽化鈷、二氧化矽和矽的活性離子蝕刻，並將二氧化矽和矽的活性 離子蝕刻技術應用於矽化鈷蕭特基二極體的製造，以探討由活性離子蝕刻所造成污染 和損害對電子元件特性的影響，同時嘗試找出去除污染和恢復損害的方法以及損害對 電性造成影響的機制。 在不同氣體壓力、組成和功率之下，我們發現二矽化鈷的蝕刻非常緩慢。在四氟化碳 和氫形成的電漿中，我們得到二氧化矽和矽的蝕刻速率和加入氫的百分比的關係。在 氣體壓力46 mtorr、60watt、四氟化碳和氫總流量30sccm下加入百分之二十的氫，二 氧化矽對矽的選擇比可以達到15以上。利用我們所提出的“滿載法”，整個三時的晶 片可以被蝕刻的非常均勻；一千五百埃厚的二氧化矽其蝕刻厚度的標準差可以只有三 十埃。我們運用所發現的高選擇比和高均勻度的活性離子蝕刻技術於矽化鈷蕭特基二 極體的製造。 利用活性離子蝕刻技術所製造出的矽化鈷蕭特基二極體，我們發現其逆向電流變大（ 和用溼蝕刻技術製造的比較），可知活性離子蝕刻造成了元件特性的退化。我們採取 幾項措施試圖恢復退化的元件特性。氧或氫的電漿蝕刻可以使活性離子蝕刻的殘留物 變少，但無法完全將其清除。氫的保護或攝氏四百五十度六十分鐘的退火均可有效的 去除損害。經由掃瞄式和穿透式電子顯微鏡的觀察，沈積在矽表面的活性離子蝕刻殘 留物似乎不會對電性產生影響，只是減少了矽化鈷和矽的接觸面積。而損害影響元件 特性的機制可能是由於損害加速了二矽化鈷的形成而導致蕭特基障礙降低使逆向電流 變大。