[发明专利]钒的氧化物各向异性刻蚀的方法

说明书

本发明提供了一种钒的氧化物各向异性刻蚀的方法。该方法包括以下步骤：S1，采用Cl基气体对V_xO_y层进行第一等离子体刻蚀，并在刻蚀的过程中通入O₂和Ar；S2，采用包括N2、H2和Ar中至少一种的后处理气体对第一等离子体刻蚀后的V_xO_y层进行等离子处理。由于氯化物沸点相对氟化物高，从而使部分氯化生成物会沉积在侧壁保护侧壁不被继续横向钻蚀，且引入的Ar离子会溅射部分V_xO_y材质反沉积于侧壁起到保护作用；并且，由于Cl基气体易于空气中的H₂O作用而产生的酸性物质，从而通过上述等离子处理能够将吸附于刻蚀表面的酸性物质去除或生成中性物质，进一步有效地避免了刻蚀表面后腐蚀现象的发生。

技术领域

本发明涉及干法刻蚀技术领域，具体而言，涉及一种钒的氧化物各向异性刻蚀的方法。

背景技术

钒的氧化物由于具有较高的TCR(温敏电阻系数)，从而能够作为温敏材料在热成像等领域有着广泛的应用前景。

钒的氧化物价态比较多，实际上用反应溅射的方式生长的钒氧化物往往是VO、V₂O₃、VO₂和V₂O₅共存的混合物，因此，通常用V_xO_y来表示。

在实际应用中通常需要对V_xO_y进行各向异性刻蚀，以便实现对其形貌和尺寸的精确加工，如现有技术中公开的采用碳氟基气体和氧气在常温(20℃)下实现了各向异性干法刻蚀VO₂。然而，上述技术无法正常各向异性刻蚀其他价态的钒的氧化物，容易产生侧向钻蚀现象。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钒的氧化物各向异性刻蚀的方法，以解决现有技术中的各向异性干法刻蚀在刻蚀各种价态的钒的氧化物时容易产生侧向钻蚀现象的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种钒的氧化物各向异性刻蚀的方法，包括以下步骤：S1，采用Cl基气体对V_xO_y层进行第一等离子体刻蚀，并在刻蚀的过程中通入O₂和Ar；S2，采用包括N2、H2和Ar中至少一种的后处理气体对第一等离子体刻蚀后的V_xO_y层进行等离子处理。

进一步地，在步骤S1中，采用的Cl基气体、O₂和Ar的流量配比为1～3:1～3:1～3，优选Cl基气体的流量为5～100sccm，O₂的流量为20～200sccm，Ar的流量为50～100sccm。

进一步地，第一等离子体刻蚀为感性耦合等离子体刻蚀。

进一步地，在步骤S1中，第一等离子体刻蚀的气体压强为3～60mT，上电极射频功率为100～500W，下电极射频功率为30～200W。

进一步地，在步骤S1中，第一等离子体刻蚀的刻蚀温度为20～100℃。

进一步地，在步骤S2中，采用N₂、O₂、H₂和Ar对第一等离子体刻蚀后的V_xO_y层进行等离子处理，优选N₂、O₂、H₂和Ar的流量配比为1～3:1～3:1～3:1～3，更优选N₂的流量为10～100sccm，O₂的流量为10～100sccm，H₂的流量为5～50sccm，Ar的流量为10～100sccm。