<р>
С развитием технологий технология плазменного травления стала незаменимым инструментом в производстве полупроводников. Эта технология использует высокоскоростной электрический разряд (плазму) для выделения подходящей смеси газов в образце для создания интегральных схем. Генерация плазмы тесно связана с возникновением химических реакций и столкновений между электронами и атомами, что привело к более широкому изучению природы плазмы в научном сообществе.
Генерация плазмы
<р>
Плазма – это высокоэнергетическое состояние, в котором происходят разнообразные процессы. Эти процессы обусловлены взаимодействием между электронами и атомами. Чтобы образовать плазму, электроны должны получить достаточно энергии для ускорения. Когда движущиеся с высокой скоростью электроны сталкиваются с атомами, энергия передается атомам, что приводит к различным эффектам, таким как возбуждение, диссоциация и ионизация.
В процессе плазменного травления электроны, ионы, свободные радикалы и нейтральные частицы непрерывно взаимодействуют с образованием химических веществ, необходимых для травления.
Как повлиять на процесс травления
<р>
Ключом к успешной разработке сложных процессов травления является выбор правильного химического состава газового травления. В зависимости от материала может потребоваться корректировка условий окружающей среды процесса травления, таких как давление воздуха, состав газа и уровень вакуума, чтобы генерировать летучие соединения и тем самым улучшать эффект травления.
Без плазмы реакции протекали бы при более высоких температурах, но с плазмой многие процессы могут протекать при комнатной температуре, что помогает предотвратить повреждение материала.
Взаимодействие с поверхностью
<р>
Эффективность травления также зависит от вероятности реакций между различными атомами, фотонами или радикалами. Температура поверхности также влияет на эффективность этих реакций. В плазме определенные частицы собираются и достигают поверхности, образуя тонкий оксидный слой. Эти летучие продукты десорбируются на плазменной стадии, еще больше ускоряя процесс травления. Однако, если продукт нелетучий, он может образовывать пленку на поверхности материала, влияющую на эффект травления.
Различные виды плазменного травления
<р>
Давление является важным фактором, влияющим на процесс плазменного травления. Для генерации плазмы низкого давления в реакционной камере необходимо поддерживать давление в диапазоне ниже 100 Па. Использование высокочастотных электрических полей для возбуждения газа является важным шагом в создании плазмы.
При микроволновом плазменном травлении используются источники возбуждения микроволновой частоты для достижения производства плазмы с более высокой энергией, что обеспечивает эффективное травление.
Широкий спектр приложений
<р>
Технология плазменного травления в настоящее время широко применяется при обработке полупроводниковых материалов. Эта технология позволяет вырезать мелкие детали на поверхности полупроводниковых материалов для улучшения характеристик электронных устройств. Например, плазменное травление можно использовать для создания глубоких канавок на поверхности кремния, что важно для изготовления микроэлектромеханических систем. С углублением исследований потенциал применения плазменного травления на наноуровне становится все более заметным.
Интегральные схемы и печатные платы
<р>
При производстве интегральных схем для выращивания пленок оксида кремния используется плазма, а для удаления пленок оксида кремния используется газообразный фтор. При использовании в сочетании с фотолитографией плазму можно выборочно наносить или удалять, чтобы точно отслеживать пути схемы на пластине. Кроме того, плазменная технология применяется и для травления печатных плат, включая удаление отложений.
<р>
Развитие технологии плазменного травления не ограничивается текущими применениями. С развитием науки и техники в будущем эта технология может применяться в более широком диапазоне областей и иметь больший потенциал. Можем ли мы ожидать в этом быстро меняющемся мире новых технологических прорывов, которые постепенно раскроют тайны плазмы?