Ätzen von Verbindungshalbleitern und High-k-Materialien

Die Gasübersicht im Kapitel Trockenätzverfahren deckt die Standardmaterialien der Siliciumfertigung ab: Silicium, Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Polysilicium und Aluminium. Manche Materialsysteme lassen sich mit denselben Chemien jedoch nicht oder nur schlecht ätzen – entweder weil sie chemisch zu inert sind, oder weil die entstehenden Reaktionsprodukte bei Prozesstemperatur nicht flüchtig genug sind.

III-V-Halbleiter wie Galliumarsenid, Indiumphosphid oder Galliumnitrid lassen sich nicht mit Fluorchemie ätzen – die entstehenden Fluoride sind bei Prozesstemperatur nicht flüchtig genug. Stattdessen kommt Chlorchemie zum Einsatz (BCl₃, Cl₂), die mit den Elementen der dritten Hauptgruppe flüchtige Chloride bildet.

Eine Herausforderung ist dabei, dass die verschiedenen Elemente einer Verbindung unterschiedlich schnell reagieren – bei GaAs etwa muss die Chemie so eingestellt werden, dass Gallium und Arsen mit vergleichbarer Rate abgetragen werden. Sonst verarmt die Oberfläche an einem der beiden Elemente, und die Ätzung stoppt oder wird rau.