分子动力学模拟不同入射角度的SiF₃⁺对SiC表面的作用

贺平逆^1,2，吕晓丹¹，赵成利¹，苟富均^3,4

1. 贵州大学PSI研究所MEMS课题组2. 贵州大学理学院3. 四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室4. 荷兰皇家科学院等离子体所

摘 要：采用分子动力学模拟方法研究了300K入射能量150eV时,以不同角度（5°、30°、60°和75°）入射的SiF3+与SiC表面的相互作用过程。模拟中使用了用于Si-F-C体系的Tersoff-Brenner势能函数。模拟结果显示,入射SiF3+与SiC表面相互作用后会分解,分解率随着入射角度的增加而减小。分解产物除少量散射外,大部分会沉积在SiC表面,Si和F在SiC表面的平均饱和沉积量随入射角度的增加而减少。随着SiF3+不断轰击SiC表面,SiC表面会形成Si-F-C反应层,且反应层厚度随着入射角度的增加而减少。同时发现SiC中的Si原子较C原子更容易被刻蚀,与实验结果一致。当刻蚀达到稳定,入射角度为5°、30°、60°和75°时,C的刻蚀率分别约为0.026、0.038、0.018、0.005,Si的刻蚀率分别约为0.043、0.051、0.043和0.023。各入射角度下,产物分子种类主要为F、SiF和SiF2。F和SiF产物量随入射角度增加而增加,而SiF2产量随入射角度增加而减少。在入射角度等于5°和30°时,SixFyCz是主要的含C产物;而在入射角度等于60°和75°时,CF是主要的含C产物。在入射角度等于5°和30°时,SiF2是主要的含Si产物;在入射角度等于60°和75°时,SiF是主要的含Si产物。刻蚀主要通过化学增强的物理溅射进行。

关键词：分子动力学;SiF3+刻蚀SiC;分子动力学模拟;SiC;