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原子层蚀刻(或ALE)是一种先进的蚀刻技术，允许对浅层特征进行极好的深度控制。随着器件特征尺寸的进一步减小，需要ALE来实现峰值性能所需的精度。
高保真图形转移(蚀刻)是当今先进微电子器件制造的关键。随着功能缩小到10纳米级，以及新型器件使用超薄2D材料，对原子级保真度的需求日益增加。
这使得人们对一种称为原子层蚀刻(ALE)的技术越来越感兴趣，该技术克服了传统(连续)蚀刻在原子尺度上的局限性。基于等离子体的原子层蚀刻是一种气体剂量和离子轰击的循环蚀刻过程，一层一层地去除材料，具有去除单个原子层的潜力，损伤非常低。
原子层蚀刻通常涉及4个步骤的循环，重复多次，以达到所需的蚀刻深度。这个例子展示了用Cl蚀刻的ALE2基于“增大化现实”技术。
步骤1)在基片上加入蚀刻气体，蚀刻气体吸附在蚀刻材料上并与之反应。蚀刻气体常被等离子体离解以提高吸附速率。如果选择正确的剂量气体和参数，这可以自我限制，如果化学剂量在吸附单层后停止。
步骤2)清除所有残留的剂量气体。
步骤3)用低能惰性离子轰击表面，除去反应的表层。如果离子的能量足以去除化学修饰层，但不足以(溅射)蚀刻底层的大块材料，这可能是自我限制的。
步骤4)蚀刻产品从腔室中清除。
原子层刻蚀有望提高gan基hemt的质量，并消除与高刻蚀速率相关的损伤。
由迈克·库克博士和安迪·古德伊尔博士为《化合物半导体》杂志撰写。
ALE适用于广泛的材料，包括Si, a-Si, MoS2、SiO2， GaN, AlGaN, III-V 's, Si3.N4石墨烯,高频振荡器2, ZrO2,艾尔。2O3.、金属等。
材料蚀刻 |
剂量气体 |
腐蚀气体 |
金属氧化物半导体<子> 2 |
Cl <子> 2 |
基于“增大化现实”技术 |
Si或晶硅 |
Cl <子> 2 |
基于“增大化现实”技术 |
SiO <子> 2 |
瑞士法郎C <子> 3 < /子>或<子> 4 F <子> < /子> 8 |
基于“增大化现实”技术或O <子> 2 |
沃甘或氮化镓 |
Cl 2 <子> < /子>,BCl <子> 3 |
基于“增大化现实”技术 |
沃甘或氮化镓 |
N <子> 2子> < / O |
BCl <子> 3 |
砷化镓或AlGaAs |
Cl 2 <子> < /子>,BCl <子> 3 |
基于“增大化现实”技术 |
InP或InGaAsP等。 |
CH 4 <子> < /子>,Cl <子> 2 |
基于“增大化现实”技术 |
罪 |
H <子> 2 |
基于“增大化现实”技术 |
2 Al <子> < /子> O <子> 3 |
BCl <子> 3 |
基于“增大化现实”技术 |
石墨烯 |
O <子> 2 |
基于“增大化现实”技术 |
高频振荡器<子> 2 < /子>,ZrO <子> 2 |
Cl 2 <子> < /子>,BCl <子> 3 |
基于“增大化现实”技术 |
AlGaN ALE过程循环
含氯和不含氯的藻酸盐每周期蚀刻
我们的原子层蚀刻设备建立在13年以上ALD经验。主要特点包括:
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