激光诱导荧光在低温等离子体诊断中的应用

激光诱导荧光技术(LIF)应用到等离子体中已经有超过20年的历史,在等离子体处理中的应用也已经持续了十多年。激光诱导荧光系统可以用于刻蚀、溅射以及薄膜沉积等离子体源的诊断研究。离子密度和速度分布及对流、传播参数等,都可以用LIF直接测量或间接计算得到。LIF可以得到时间分辨和空间分辨的离子分布方程,可用于等离子体热力学和等离子体迁移的研究。     

ICP等离子体刻蚀系统射频偏压的实验研究

对于上下电极双射频源的电感耦合(ICP)等离子体刻蚀设备的关键工艺参数--下电极射频偏压的变化特性进行了实验与物理定性分析.实验以氧气作为反应气体,采用可满足300mm硅晶片刻蚀的ICP刻蚀设备的射频系统进行实验数据测定.结果表明,下电极射频偏压与其他工艺参数在可适用的工艺窗口中(改变上下电极功率和气体压力)不再是平常认为的简单的比例关系,而是随着条件的改变,对应的趋势比例关系会发生转折性变化,这种变化在高上电极射频、低下电极射频功率和低气压的条件下很容易发生.     

ICP等离子体刻蚀系统射频偏压的实验研究

对于上下电极双射频源的电感耦合(ICP)等离子体刻蚀设备的关键工艺参数--下电极射频偏压的变化特性进行了实验与物理定性分析.实验以氧气作为反应气体,采用可满足300mm硅晶片刻蚀的ICP刻蚀设备的射频系统进行实验数据测定.结果表明,下电极射频偏压与其他工艺参数在可适用的工艺窗口中(改变上下电极功率和气体压力)不再是平常认为的简单的比例关系,而是随着条件的改变,对应的趋势比例关系会发生转折性变化,这种变化在高上电极射频、低下电极射频功率和低气压的条件下很容易发生.     

基于电感耦合氧等离子体金刚石膜表面修饰的功率优化

采用电感耦合等离子体（ICP）氧等离子体刻蚀金刚石膜,探寻金刚石膜表面处理的方法。通过分析不同ICP射频源功率和不同偏压源功率下的刻蚀速率,研究了金刚石膜刻蚀的机理作用;通过拉曼光谱进行表征,分析刻蚀前后sp2与sp3的含量。结果表明,在ICP氧等离子体刻蚀的过程中,sp3键部分转化为sp2键;刻蚀后表面粗糙度降低;当...     

新型电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀技术

刻蚀技术是制作微电子、光电子和声电器件十分重要的工艺.射频、微波电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀技术比传统的湿法刻蚀和反应性离子刻蚀等方法有较多的优点,已用于薄膜和半导体基片材料的刻蚀.本文主要就这些新的ECR等离子体刻蚀技术以及它们对几种材料的刻蚀特性予以探讨.     

太阳能电池生产线中的新型等离子体刻蚀机的研制

介绍了用于太阳能电池片生产工艺中的新型等离子体刻蚀机及设备的工作原理、构造、简单的工艺试验结果。与现在生产线上普遍使用的老式等离子体刻蚀机相比,它大大提高了生产产能,减少了设备维护工作量。该设备操作简单,是一种实用、高效的生产型工艺设备。     

ECR等离子体沉积系统中等离子体特性的模拟

本文建立了一个物理模型，编写了数值程序，模拟了微波电子回旋共振（ＥＣＲ）等离子体流的特性。假定等离子体中的电子服从玻尔兹曼关系，离子在从共振区流向衬底的过程中与中性气体发生电荷交换和弹性碰撞。根据等离子体区应满足的电荷准中性条件，采用蒙特卡罗方法可计算出自恰的等离子体电位及离子密度分布。从而分析了磁场形态和气压对等离子体密度空间分布，入射到衬底上的离子通量和平均能量的影响，结果表明：磁场形态和气压都可用来独立控制等离子体流的性能，这对于使用该种等离子体源进行薄膜沉积和刻蚀有一定的理论指导意义。     

CVD外延生长SiC薄膜的等离子体图形刻蚀研究

采用等离子体刻蚀工艺 ,以四氟化碳 ( CF4 )和氧气 ( O2 )的混合气体作为刻蚀气体 ,对常压化学气相淀积工艺制备的β- Si C单晶薄膜进行了系统的图形刻蚀研究。结果表明 ,在 Si C薄膜的等离子体图形刻蚀中 ,金属铝 ( Al)是一种很有效的掩模材料 ;可刻蚀出的图形最小条宽为 4μm,图形最小间距为 2μm,并且刻蚀基本为各向同性 ;文中还对影响图形刻蚀质量的一些因素进行了讨论。     

等离子体刻蚀过程的APC技术研究进展

先进过程控制(APC)是一个多层次的控制系统,其包含了实时的设备及工艺控制和非实时的RtR控制.APC引入等离子体刻蚀过程控制可极大提高刻蚀机的使用效率.针对等离子体刻蚀过程,本文分别从实时控制和RtR控制两个不同层次展开了论述,概述了RtR控制器中所使用的线性回归模型和神经网络模型.最后,讨论了APC技术的发展趋势.     

等离子体rf电源的现状及其发展

一、前言近一、二十年来,随着低温等离子体技术的发展,各种功能的等离子体设备如射频(或射频磁控)溅射、等离子体刻蚀(PE)、反应离子腐蚀(RIE)、等离子体淀积(PECVD)等,正越来越多地受到广大科技工作者所重视,并在许多领域中得到了广泛地应用。首先在半导体工业用来去胶,刻蚀氮化硅、多晶硅、铝,淀积氮化硅。随之在其它工业也积极使用这一新技术,如沉积各种光学薄膜、敏感薄膜,对化纤、有机物进行表面改性等等。这些新技术、新工艺、新设备的推广应用,必将推动我国的科研生产进入一个新的阶段。     

常压射频冷等离子体刻蚀硅的研究

介绍一种新型的常压射频低温冷等离子放电设备,并用该设备进行硅刻蚀的工艺实验.研究了刻蚀硅的速率随等离子体放电功率、气体流量以及衬底温度的变化规律,并得到了最大刻蚀速率为390nm/min.利用台阶仪、显微镜和扫描电镜(SEM)对刻蚀效果进行检测与分析,证实了该设备对硅的浅刻蚀具有较好的均匀性和较高的各向异性.结果表明,该设备在常压下刻蚀硅,操作简单且不易对材料表面产生损伤.     

表面波放电狭缝天线辐射电磁场的三维数值分析

针对平板型表面波放电等离子体源,建立了表面波放电狭缝天线辐射电磁波模型,对狭缝天线辐射电磁场分布进行了三维数值计算,并与表面波电磁场进行对比分析,讨论了平板型表面波放电机理。结果表明:整个狭缝天线阵激发的电磁场是每个狭缝天线激发电磁场的线性叠加;狭缝天线阵直接激发的电磁场强度在临近波导壁面处很大,并且随着空间距离的增大迅速衰减;狭缝天线阵直接激发和表面波的电场均远大于各自的磁场,分析电、磁场对带电粒子的力作用时可以忽略磁场力的作用;表面波电磁场远大于狭缝天线阵直接辐射的电磁场,强电磁场范围也远大于狭缝天线阵直接激发的强电磁场范围,等离子体有增强电磁场强度、扩大强电磁场范围的作用。     

Plasma deposition of aluminum oxide films

A plasma deposition technique for amorphous aluminum oxide films is discussed. A 450 kHz or 13.56 MHz power supply was used to generate the plasma and the deposition of the film was achieved at low plasma power using trimethyl-aluminum and carbon dioxide reactant sources. It has been found that for the low frequency plasma the growth is strongly dependent upon TMA concentration, indicating that the growth process is mass transport limited. On the other hand using the 13.56 MHz discharge results in a surface controlled growth rate. An increase in the deposition temperature up to 300° C makes the films more dense and lowers their etching rate. FTIR and ESCA measurements showed that oxidation is only completed with high CO₂ concentrations and a deposition temperature above 250° C. The dielectric films were found to have a dielectric constant in the range 7.3=2-9 and a refractive index between 1.5–1.8 depending upon deposition conditions.     

Etching characteristics of Si using surface discharge plasma under Ar/CF4 and He/CF4 conditions

A maskless etching technique that is useful for manufacturing solar cells and microelectronics was examined using surface discharge plasma operated at atmospheric pressure. In this study, in order to investigate the obvious etching characteristics of Si using surface discharge plasma, we observed the grooves obtained by etching Si substrates under He/CF₄ and Ar/CF₄ conditions. The etching rate using Ar was faster than when using He. Further, the choice of gas was found to influence the direction along which etching progressed. Based on the results, the characteristics and mechanisms of Si etching were discussed.     

高密度螺旋波等离子体源的应用进展

首先介绍了螺旋波的定义、螺旋波等离子体源产生等离子体所需条件的工作范围以及螺旋波等离子体源主要的一些应用.按照所加磁场范围的不同(分为在磁感应强度为100～1 600 Gs和在强磁场中两部分),分别进一步讨论了国内外各研究小组研制的等离子体源的运行参数及技术特点.随后介绍了螺旋波等离子体源在刻蚀、薄膜沉积和火箭推进三个...     

等离子体刻蚀凹栅槽影响AlGaN/GaN HEMT栅电流的机理

对等离子体干法刻蚀形成的凹栅槽结构AlGaN/GaN HEMTs肖特基电流增加的机理进行了研究.实验表明,凹栅槽结构AIGaN/GaN HEMTs肖特基栅电流增加一个数量级以上,击穿电压有一定程度的下降.利用AFM和XPS的方法分析AlGaN表面,等离子体干法刻蚀增加了AlGaN表面粗糙度,甚至出现部分尖峰状突起,增大了栅金属与AlGaN的接触面积;另一方面,等离子体轰击使AlGaN表面出现一定量的N空位,相当于栅金属与AlGaN接触界面处出现n型掺杂层,使肖特基结的隧道效应加强,降低了肖特基势垒.由此表明,AlGaN表面粗糙度的增加以及一定量的N空位出现是引起栅电流急剧增大的根本原因.     

ICP技术在化合物半导体器件制备中的应用

介绍了ICP刻蚀工艺技术原理和在化合物半导体器件制备中的应用,包括ICP刻蚀技术中的低温等离子体的形成机理、等离子体与固体表面的相互作用等,并对影响ICP刻蚀结果的因素进行了分析.研究了不同的工艺气体配比、腔体工作压力、ICP源功率和射频源功率对刻蚀的影响,并初步得到了一种稳定、刻蚀表面清洁光滑、图形轮廓良好、均匀性较好和刻蚀速率较高的干法刻蚀工艺.     

中频交流脉冲等离子体源的研究

采用中频交流脉冲等离子体源进行了抑制弧光放电和空心阴极效应以及离子渗氮工艺的实验。结果表明,交流脉冲放电在抑制弧光放电和空心阴极效应方面是非常有效的,对于高铬钢材料表面的离子渗氮作用是明显的。它为解决材料表面处理中的难点(小孔、深孔、狭缝的处理)提供了一种新的探索方案;也为等离子体技术应用领域中处理不导电的基体或薄膜以及磁控溅射新工艺(交流孪生溅射技术)提供了研究设备。     

常压射频激励低温冷等离子体刻蚀光刻胶

介绍了一种新型的常压射频激励低温冷等离子体喷射装置,利用电流和电压探针研究了该等离子体的放电特性,利用热电偶研究了喷射出的等离子体束流温度,得到其放电与传统的真空室中电容耦合放电具有一致的特性．利用该等离子体装置在大气压下对AZ9918光刻胶进行了干法刻蚀实验,用电镜观察了刻蚀留胶前后硅表面的效果,研究了放电等离子体功率以及衬底温度对刻蚀速率的影响,在放电功率为300W时,得到刻蚀速率接近500nm/min．     

Hydrogen etching for semiconductor materials in plasma doping experiments

The etching effects of hydrogen plasma for semiconductor materials including single crystalline silicon, polycrystalline silicon, silicon dioxide, and aluminum in plasma immersion ion implantation (PHI) doping experiments have been investigated. Etching can alter device structure and affect implant profile and dose. The effects of varying different PIII process parameters such as pulse potential, pulse repetition frequency, and substrate temperature are presented. The experimental data show that the spontaneous etching by hydrogen radicals enhanced by ion bombardment is responsible for the etching phenomena that occurs at the material surface. A model is used to calculate the retained implant dose and impurity profile when the etching effect is considered.