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新型低溫等離子體技術及應用-蘇州愛特維等離子設備/等離子清洗機

發布日期:2021-03-26 16:12 來源:http://www.historianr.com 點擊:

新型低溫等離子體技術及應用-蘇州愛特維等離子設備/等離子清洗機

摘 要:等離子體尤其是低溫等離子體由于其一系列特殊的性質,廣泛應用于薄膜沉積、微電路干法刻蝕、材
料表面改性等方面。
本文介紹了目前經常采用的幾種新型低溫等離子體技術,電子回旋共振(ECR)等離子體、射頻
感應耦合(ICP)等離子體、以及螺旋波(HWP)等離子體。
這幾種等離子體由于無內電極放電無污染、等離子體密度高、能量轉換率高、電離度高等優點必將在傳統工藝的基礎上得到更廣泛的應用。
大量的粒子在熱激發、光激發、電激發下會產生電離,形成由離子、電子、自由基、及中性粒子組成的空間體系, 當帶電粒子密度達到其建立的空間電荷足以限制其自身的運動時, 這種電離氣體就成了等離子體.等離子態體的基本性質在于它的準電中性,即等離子體中的正電粒子數和負電粒子數相當.在等離子體內, 電子和離子質量的巨大差導致存在兩種不同的溫度(能量),如果電子溫度遠大于離子溫度,既電子溫度在 104K 以上,而重粒子的溫度卻可低至幾百 K, 這種等離子體稱為低溫非平衡等離子體.低氣壓低溫等離子體由于其一系列特殊的性質,在材料表面改性、 等離子體濺射和化學氣相沉積薄膜、等離子體清洗、微電路干法刻蝕等方面有更廣泛的應用[1-4].本文主要介紹目前得到廣泛研究與應用的幾種新型低溫低氣壓輝光放電等離子體, 即電子回旋共振 ECR 等離子體等離子體 (ECR: Electron CyclotronResonance)、射頻感應耦合等離子體(ICP:InductivelyCoupled Plasma)、 螺 旋 波 等 離 子 體 (HWP: HeliconWave Plasma).1 電子回旋共振等離子體電子回旋共振(ECR)是指在磁場中受洛倫茲力作用作回旋運動的電子,在磁場強度為 875Gauss 處它的回旋頻率和沿磁場方向傳播的右旋極化微波頻率 2450MHz 相等,電子在微波電場中將被不斷同步加速而獲得的能量大于離子獲得的能量, 使得即使在接近常溫下, 如果在兩次碰撞之間電子共振吸收微波的能量大于氣體粒子的電離能、 分子離解能或某一狀態的激發能,那么將產生碰撞電離、分子離解和粒子激活, 從而實現等離子體放電和獲得活性反應粒子,形成高密度的 ECR 低溫等離子體.ECR 等離子體有如下的優點:1. 等離子體密度高,約有 1010~1012cm-3;2. 離子能量低,避免了離子轟擊造成的材料表面損傷和缺陷的產生;3. 無內電極放電無污染;4. 磁場約束,減少了等離子體與器壁的作用;5. 放電氣壓低,約有 10-2 - 10-1Pa;6. 能量轉換率高,電離度高(>10%),對微波的吸收率高達 95%以上;7. 低溫下激發的高密度活性基有利于高溫材料的低溫合成. 上述優點使得 ECR 等離子體在等離子體微細干法刻蝕、等離子體輔助化學氣相沉積、材料表面處理等方面具有廣泛的應用前景[5, 6].ECR 等離子體化學氣相沉積 (ECR-PECVD)采用 ECR 等離子體輔助,充分利用磁場對等離子體的定向輸運和約束,以及離子轟擊能低、等離子體密度大的優點來在樣品臺附近獲得大量的等離子體活性自由基,實現需要高溫生長條件薄膜的低溫沉積,克服了薄膜在生長過程中因高溫造成晶格熱失配而產生的晶格缺陷和裂痕,保證了高質量薄膜的生長.這一工藝有效彌補了目前常用的基于直接加熱分解技
等離子清洗

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