CHF3/Ar 等离子体刻蚀BST 薄膜的机理研究

采用XPS 方法, 通过对刻蚀前后BST(钛酸锶钡)薄膜表面成分、元素化合态以及原子相对百分含量分析, 探讨了CHF₃/Ar 等离子刻蚀BST 薄膜的RIE(反应离子刻蚀)机理. 研究结果表明, 在刻蚀过程中, 金属Ba, Sr, Ti 和F 等离子体发生化学反应并生成相应的氟化物且部分残余在薄膜表面, 因为TiF₄ 具有高挥发特性, 残余物几乎没有钛氟化物. 然而, XPS 表明Ti-F 仍然少量存在, 认为是存在于Metal-O-F 这种结构中, 而O_1s 进一步证实了Metal-O-F 的存在.基于原子的相对百分含量, 我们发现刻蚀后薄膜表面富集氟, 源于高沸点的氟化物BaF₂ 和SrF₂ 沉积, 导致刻蚀速度仅达12.86 nm/min. 同时并没有发现C-F 多聚物的形成, 因此去除残余物BaF₂ 和SrF₂ 有利于进一步刻蚀. 针对这种分析结果, 本文提出对BST 薄膜每4 min 刻蚀后进行1 min Ar 等离子体物理轰击方案, 发现残余物得以去除.