บทบาทของซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ในการกัดซิลิกอนไนไตรด์

ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์เป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม มักใช้ในเครื่องดับเพลิงอาร์กแรงดันสูง หม้อแปลงไฟฟ้า สายส่งไฟฟ้าแรงสูง หม้อแปลงไฟฟ้า ฯลฯ อย่างไรก็ตาม นอกจากคุณสมบัติเหล่านี้แล้ว ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ยังสามารถใช้เป็นสารกัดกร่อนอิเล็กทรอนิกส์ได้อีกด้วย ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ความบริสุทธิ์สูงเกรดอิเล็กทรอนิกส์ เป็นสารกัดกร่อนอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะอย่างยิ่ง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ วันนี้ บรรณาธิการพิเศษด้านก๊าซของ Niu Ruide Yueyue จะแนะนำการประยุกต์ใช้ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ในการกัดกร่อนซิลิคอนไนไตรด์ และอิทธิพลของพารามิเตอร์ต่างๆ

เราหารือเกี่ยวกับกระบวนการกัดพลาสมา SF6 SiNx รวมถึงการเปลี่ยนแปลงพลังงานพลาสมา อัตราส่วนก๊าซของ SF6/He และการเติมก๊าซบวก O2 หารือเกี่ยวกับอิทธิพลต่ออัตราการกัดกร่อนของชั้นป้องกันองค์ประกอบ SiNx ของ TFT และการใช้รังสีพลาสมา เครื่องสเปกโตรมิเตอร์จะวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของแต่ละสปีชีส์ในพลาสมา SF6/He, SF6/He/O2 และอัตราการแยกตัวของ SF6 และสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของอัตราการกัด SiNx และความเข้มข้นของสปีชีส์ในพลาสมา

การศึกษาพบว่าเมื่อพลังงานพลาสมาเพิ่มขึ้น อัตราการกัดจะเพิ่มขึ้น หากอัตราการไหลของ SF6 ในพลาสมาเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของอะตอม F จะเพิ่มขึ้นและมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับอัตราการกัด นอกจากนี้ หลังจากเติมก๊าซ O2 ประจุบวกภายใต้อัตราการไหลรวมคงที่ จะมีผลในการเพิ่มอัตราการกัด แต่ภายใต้อัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 ที่แตกต่างกัน จะมีกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน: (1) อัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 มีค่าน้อยมาก O2 สามารถช่วยในการแตกตัวของ SF6 และอัตราการกัดในเวลานี้จะสูงกว่าเมื่อไม่ได้เติม O2 (2) เมื่ออัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 มากกว่า 0.2 จนถึงช่วงที่เข้าใกล้ 1 ในเวลานี้ เนื่องจาก SF6 มีการแยกตัวจำนวนมากเพื่อสร้างอะตอม F อัตราการกัดจึงสูงที่สุด แต่ในขณะเดียวกัน อะตอม O ในพลาสมาก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และสร้าง SiOx หรือ SiNxO(yx) ได้ง่ายด้วยพื้นผิวฟิล์ม SiNx และยิ่งอะตอม O เพิ่มขึ้น อะตอม F ก็จะยิ่งทำปฏิกิริยาการกัดได้ยากขึ้น ดังนั้น อัตราการกัดกร่อนจึงเริ่มช้าลงเมื่ออัตราส่วน O2/SF6 ใกล้เคียงกับ 1 (3) เมื่ออัตราส่วน O2/SF6 มากกว่า 1 อัตราการกัดกร่อนจะลดลง เนื่องจาก O2 เพิ่มขึ้นมาก อะตอม F ที่แตกตัวจะชนกับ O2 และเกิดเป็น OF ซึ่งลดความเข้มข้นของอะตอม F ส่งผลให้อัตราการกัดลดลง จะเห็นได้ว่าเมื่อเติม O2 อัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 จะอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.8 และสามารถหาอัตราการกัดที่ดีที่สุดได้