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半導体用語集

RIBE

英語表記：Reactive Ion Beam Etching

反応性イオンビームエッチングのことである。イオンミリングに用いられている大口径のカウフマン型イオン源などに、ハロゲン原子を含む反応性ガスを導入して得られる反応性イオンを引き出し、加速し、そのビームをイオ ン源と離れた所にあるステージに衝撃してエッチングする方法である。本方法の開発は、RIEはプラズマと被エ ッチング材科がシースを介して離れているのみであり、プラズマ本体の熱や励起光などがエッチングに悪影響を及ぼすと考え、プラズマ部とエッチング部とを離隔することを意図して始められた。しかし当初、カウフマン型イオン源内部の反応性ガスによる汚染や電極の工ッチング、特に熱電子放出用のWフィラメントの断線などがあり、実用化に至らなかった。しかし後に、ECR (電子サイクロトロン共鳴)のような無電極型が開発され、平均自由行程の長い10-4 Torr台の高真空下で方向の揃ったイオンが得られるRIBEの利点を活かし、GaAs/GaAsAlへテ口構造の超高アスペクト比溝や平滑面エッチングが達成された。本方法ではエッチングステージをイオンの入射方向に対して自由に変えることができるので、エッチング機構の解明にも役立った。たとえば、Si02とSiエッチング速度のCFx+イオン照射角度依存性では、 Si02はcos則、Siは45度にピークをおのおの示し、これはSi02 は化学反応で、Siは物理的スパッタで工ッチングが行われることを示す。
同様な実験で、SiとC12の場合は化学反応、Si02とC12の場合は物理的スパッタでおのおの工ッチングが行われることもわかった。また、 CFx+イオンをSiやSi02にエネルギーを変えて照射した結果では、
CF1+イオンは低エネルギーで堆積を示し、工ッチング率も低いが、 CF3+イオンはSiとSi02ともに工ッチング率が高いことも示され、後者はSi02工ッチング研究に貢献した。CF1+イオンは低エネルギーで堆積を示し、工ッチング率も低いが、 CF3+イオンはSiとSi02ともに工ッチング率が高いことも示され、後者はSi02工ッチング研究に貢献した。

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