基于镁的氧化物半导体（MgZnO）在亚100纳米间距下的图案化：反应离子刻蚀与原子层刻蚀的对比

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Patterning of Mg-Based Oxide Semiconductors (MgZnO) at Sub-100 nm Pitches: Reactive Ion Etching versus Atomic Layer Etching

镁基氧化物半导体MgZnO的原子层刻蚀（ALE）技术采用Cl?和CH?表面修饰及Ar等离子体去除副产物，通过非挥发性金属氯化物与挥发性有机副产物的协同作用实现精准刻蚀，减少表面损伤，在90nm间距的Ru硬mask定义的图案化结构中验证了其有效性和化学计量稳定性，展示了作为下一代存储和逻辑器件制造的可扩展技术潜力。

　　

基于镁的氧化物半导体（OSCs）在新兴存储器和电子设备应用中具有巨大潜力。然而，由于复杂的刻蚀机制，实现含镁材料的精确且无损伤的图案化仍是一个关键挑战。在这项研究中，我们采用了一种受控的循环工艺，利用Cl₂和CH₄对镁锌氧化物（MgZnO）进行原子层刻蚀（ALE），其中Cl₂和CH₄用于表面改性，而Ar等离子体用于去除生成的副产物。ALE过程会产生不可挥发的金属氯化物和挥发性有机金属副产物，从而实现可控的材料去除，并将表面损伤降至最低。与传统反应离子刻蚀（RIE）相比，ALE方法具有更好的刻蚀可控性，并减少了沉积后的MgZnO薄膜表面粗糙度和电击穿场的变化。为了评估ALE在图案化结构中的性能，我们使用了钌（Ru）硬掩模（HMs）来定义间距为90纳米的MgZnO特征。ALE工艺在MgZnO的线/间距特征上实现了有效的特征定义，同时不会导致Zn或Mg在特征侧壁上的重新沉积，并保持了这些图案化线条中MgZnO的化学计量比。这些结果展示了ALE作为一种可扩展且精确的刻蚀技术的潜力，特别适用于下一代基于镁的OSCs的制造，尤其是在存储器和逻辑应用领域。