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硅卤化物离子对硅基材料反应离子刻蚀的束流实验

等离子体物理 2026-08-08 v1 材料科学
作者: Kazuhiro Karahashi , Tomoko Ito , Satoshi Hamaguchi
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摘要

使用质量选择的离子束装置，在超高真空条件下将单一物种离子照射到样品表面，测定了硅离子(Si+)、卤素离子(F+、Cl+和Br+)以及硅卤化物离子(SiF+、SiF3+、SiCl+、SiCl3+、SiBr+和SiBr3+)在300至1000 eV能量下照射Si、SiO2和Si3N4的刻蚀产率。低于1000 eV的Si+照射会在Si、SiO2和Si3N4表面沉积硅原子。高于1000 eV的硅三卤化物离子(SiF3+、SiCl3+和SiBr3+)的刻蚀产率分别大于卤素离子，并且这些刻蚀产率取决于入射离子能量和刻蚀材料（尤其是Si3N4）。在低入射能量下，硅单卤化物离子(SiF+、SiCl+和SiBr+)会在基底上沉积硅，并且刻蚀阈值能量取决于卤素种类。这些信息有助于建立提高刻蚀工艺和轮廓模拟器精度所需的实验值数据库。

关键词

反应离子刻蚀 硅卤化物离子 刻蚀产率 离子束 硅 二氧化硅 氮化硅

引用

@article{arxiv.2608.08031,
  title  = {Beam experiments for reactive ion etching of silicon (Si)-based materials by silicon halide ions},
  author = {Kazuhiro Karahashi and Tomoko Ito and Satoshi Hamaguchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2608.08031},
  year   = {2026}
}