Page 58 - bilgem-teknoloji-dergisi-11
P. 58
Yarı İletken Teknolojileri BILGEM
TEKNOLOJI
rıldığı için çok daha düşük gaz mik-
tarı ile plazma oluşturulabilmektedir.
Böylece 2 mT (militor) gibi düşük
basınçlarda reaksiyon yapılabilmek-
tedir. RIE reaktörde olduğu gibi kuru
pompa ve turbo pompa vakumlama
işlemini gerçekleştirmektedir. Ayrıca
bu reaktörde pul yüzeyine çarpacak
iyonların hızını ayarlamak amacıyla
ikinci bir RF güç kaynağı da bulun-
maktadır (Şekil 5). Düşük basınç ve
ikinci RF kaynağı, daha seçici ve daha
anizotropik bir aşındırmanın gerçek-
leşmesini sağlamaktadır. YİTAL’de
2 adet ICP reaktörü bulunmaktadır.
Bu reaktörlerin birinde poli-silisyum bir RF güç kaynağı vardır. Elektronlar reaktörü çev-
diğerinde metal katmanları (Al, Ti ve releyen mıknatıs ile aktive edilmektedir (Şekil 7).
TiN) aşındırılmaktadır. Aşındırıcı gaz Bu işlem ICP reaktöründe bobin ile indüktif olarak
olarak HBr (hidrojen bromür), Cl2 (klor), O2 (oksi- gerçekleştirilmektedir. MERIE reaktöründe man-
bu RF güç kaynağı ayarlanarak değiştirilmektedir. jen) ve Ar (argon) gazları kullanılmaktadır. HBr ve
Elektronlar kapasitif olarak hareket ettirildiği için Cl2 farklı metallerin ve polisilisyumun aşındırılma- yetik güç, RF gücü, basınç ve gaz oranları ayar-
aşındırma işlem basıncı 50 militordan aşağıya sında esas aşındırıcı gazlardır. O2, RIE’de belirtildi- lanarak 7 µm derinliğe kadar silisyum aşındırma
inememektedir. Vakumlama işlemi kuru pompaya ği gibi reaksiyonu hızlandırmakta veya anizotropik yapılabilmektedir. Bu reaktörün YİTAL’de temel
kullanım amacı, izolasyon için SiO2 doldurul-
ilave olarak turbo pompanın da devreye girmesi ile bir profil oluşturmaktadır. Ar gazı ise fiziksel bom- mak üzere STI (shallow trench isolation) ve DTI
gerçekleştirilmektedir. YİTAL’de 3 adet RIE reaktö- bardıman ile aşındırma yaparak reaksiyon hızına ve (deep trench isolation) çukurları oluşturmaktır.
rü bulunmakta ve bu reaktörler tümdevre üretimi- seçiciliğe katkı sağlamaktadır. Bu proseslerde HBr, NF3 (azot triflorür), Cl2, CF4,
nin farklı aşamalarında kullanılmaktadır. He-O2 gazları kullanılmaktadır. Bu gazların silis-
Şekil 6’da CMOS sürecinde geçit polisilisyum oluş- yum ile reaksiyona girmesi sonucu oluşan bazı
Şekil 4’te HBT yapısına ait metal depolamaya ha- turmak için gerçekleştirilen aşındırmanın SEM gö- yan ürünler, yan duvarlarda birikerek bir depo-
zır, RIE reaktörü kullanılarak aşındırılmış bir kon- rüntüleri verilmiştir. Seçici aşındırma reçetesi uy- lama işlemi gerçekleştirmektedir. Böylece yan
tak bölgesi görülmektedir. Üstteki resimde 350 gulanarak polisilisyum(2000 A°) anizotropik olarak duvarlar korunmakta ve aşınma sadece dikey
nm genişliğe, 700 nm derinliğe sahip kontak böl- aşındırılırken, polisilisyumun altındaki geçit silisyum yönde gerçekleşmektedir. Özellikle He-O2 gaz
gesinin kesiti görülmektedir. Alttaki resimde ise dioksit tabakası (60 A°) aşındırılmadan bırakılmıştır. karışımının besleme oranı, aşındırılacak çuku-
tam aşınmamış bir kontak bölgesinin kesit görün- run eğimini doğrudan etkilemektedir. He-O2 gaz
tüsü mevcuttur. MERIE (Magnetron Enhanced Reactive Ion oranı arttırıldığında daha düşük eğimli bir profil
Etch) Reaktörü oluşturulmakta ve konik bir şekil verilebilmekte-
ICP (Inductively Coupled Plasma / Endüktif Bu reaktörün çalışma basıncı RIE ile ICP reaktör- dir. Şekil 8’de HBT proseslerinde MERIE reaktörü
Eşitlenmiş Plazma) Reaktörü lerinin çalışma basınçları arasındadır. Reaktör ICP kullanılarak oluşturulmuş yaklaşık 7 µm derinliğe
Bu reaktörde elektronlar indüktif olarak hareket mantığında çalışmaktadır ancak MERIE reaktörün- sahip DTI ve 0.5 µm derinliğe sahip STI çukurları
ettirildiği, yani elektronlar dairesel olarak hızlandı- de pulun konumlandırıldığı elektroda bağlı sadece görülmektedir. Bu çukurların yalıtım malzemesi
olan SiO2 ile boşluksuz doldurulması için eğimli
bir profil oluşturulmuştur. Çukur profili, gaz karı-
şım oranlarının, RF enerji kaynağının ve manyetik
gücün hassas ayarı ile sağlanmaktadır.
Tüm aşındırma işlemlerinden sonra maske mal-
zemesi olarak kullanılan fotorezisti uzaklaştır-
mak ve kimyasal reaksiyon sonucu oluşan yan
ürünleri-polimerleri (uçuculuğu düşük bileşen-
ler) oksitlemek için O2 plazma yapılmaktadır.
O2 plazma sonrası kalan polimerleri temizle-
mek için pirana çözeltisi (H2SO4:H2O2) ve hid-
roksiamin (hydroxylamine-HDA) esaslı çözücü-
ler kullanılmaktadır.
56 57
