半導(dǎo)體制程技術(shù)導(dǎo)論chapter_7等離子體工藝(文件)
【正文】 r)和氮?dú)?(N2)。 在等離子體中，氮?dú)鈺?huì)被分解而產(chǎn)生自由基 N， 而自由基 N又會(huì)和鈦產(chǎn)生反應(yīng)而在鈦靶表面形成氮化鈦， Ar+離子則會(huì)把氮化鈦分子從鈦靶表面濺射出來(lái)而使之沉積在晶圓表面 21 表 硅烷的分解 碰 撞 副 產(chǎn) 品 形成所需的能量 e + S iH4 ? S iH2 + H2 + e eV S iH3 + H + e eV S i + 2 H2 + e eV S iH + H2 + H + e eV S iH2* + 2H + e eV Si* + 2H2 + e eV S iH2+ + H2 + 2 e eV S iH3+ + H + 2 e eV Si+ + 2H2 + 2 e eV S iH+ + H2 + H + 2 e eV 22 問(wèn)與答 ? 表 ?為什么 ? ? 需要最少能量的碰撞便是最有可能發(fā)生的碰撞 23 平均自由程 (MFP) ? 粒子和粒子碰撞前能夠移動(dòng)的平均距離 . ? ?? 1n? n是粒子的密度 ? ? 是粒子的碰撞截面 24 平均自由程說(shuō)明 大粒子 小粒子 大粒子 小粒子 ( a) ( b) 25 平均自由程 (MFP) ? 壓力的影響 ? 壓力越高 , 平均自由程越短 ? 壓力越低 , 平均自由程越長(zhǎng) ? ? 1p26 問(wèn)與答 ? 為何需要用到一個(gè)真空反應(yīng)室來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體 ? ? 電子在大氣 壓 (760托 )的狀態(tài)下的平均自由程很短，電子很難去獲取足夠的能量使氣體離子化 . ? 在一個(gè)極度強(qiáng)大的電場(chǎng)下，等離子體會(huì)形成弧光 (arcing,像是閃電一樣 )的型態(tài)，而非穩(wěn)定的輝光放電 (glow discharge) 27 帶電粒子的移動(dòng) ? 電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于離子 me mi me:mH =1:1836 ? 電子和離子具相同的電力 F = qE ? 電子有較高的加速度 a = F/m 28 帶電粒子的移動(dòng) ? 射頻電場(chǎng)變化的非?？欤娮涌梢钥焖俚募铀偾议_(kāi)始碰撞，離子太重?zé)o法立即對(duì)交流的電場(chǎng)作出反應(yīng) ? 由于離子的碰撞截面較大所以有較多的碰撞，也因此減緩離子的運(yùn)動(dòng)速度 ? 在等離子體中電子移動(dòng)的較離子快很多 29 熱速度 ? 電子熱速度 v = (kTe/me)1/2 ? 射頻等離子體 ,Te 約 2eV ve ? ?107 cm/sec = ?107 mph 30 磁力和螺旋運(yùn)動(dòng) ? 磁力作用在一個(gè)帶電粒子上 : F = qv?B ? 磁力總是垂直粒子的速度 ? 帶電粒子沿著磁場(chǎng)線螺旋狀旋繞 . ? 螺旋運(yùn)動(dòng) (Gyromotion) 31 螺旋運(yùn)動(dòng) 帶電粒子軌跡 磁力線 32 螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 ? 磁場(chǎng)中的帶電粒子作螺旋運(yùn)動(dòng)環(huán)繞磁場(chǎng)線的頻率 mqB??33 螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)半徑 ? 在磁場(chǎng)中帶電粒子的回旋半 徑 ,r, 可以下式表示 : r = v?/? 34 能量 ,E f(E) 2 3eV 具有足夠離子化能量的電子 玻爾 茲曼分布 35 離子轟擊 ? 當(dāng)?shù)入x子體制程開(kāi)始后，任何接近等離子體的東西都會(huì)產(chǎn)生離子轟擊 ? 對(duì)于濺鍍、蝕刻和等離子體增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積非常重要 ? 主要受射頻功率供給影響 ? 壓力也會(huì)影響轟擊 36 離子轟擊 ? 電子移動(dòng)比離子快很多 ? 電子首先到達(dá)電極和反應(yīng)室墻邊 ? 電極帶負(fù)電，排斥電子，吸引離 子 . ? 鞘極 (sheath)電位差會(huì)加速離子朝向電極移動(dòng)，并造成離子轟 擊 . ? 離子轟擊對(duì)濺鍍、蝕刻和等離子體增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積非常重要 . 37 鞘層電位 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
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