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薄膜的圖形化技術(shù)ppt課件-在線瀏覽

2025-06-21 12:08本頁(yè)面
  

【正文】 Email: 課件下載網(wǎng)址: 下 載 密 碼: 123456 第八講 薄膜材料的圖形化 Patterning of thin films 提 要 ? 薄膜圖形化的光刻技術(shù) ? 光刻使用的等離子體刻蝕技術(shù) ? 等離子體刻蝕機(jī)制 ? 未來(lái)的納米光刻技術(shù) ? 有時(shí),并不滿足于使用簡(jiǎn)單形態(tài)的薄膜,而需要對(duì)薄膜進(jìn)行有目的的加工,形成特定的圖形 ? 對(duì)材料的表層(薄膜)進(jìn)行顯微加工,即它的圖形化,需要使用表面刻蝕技術(shù) ? 對(duì)應(yīng)于制備薄膜材料的 CVD、 PVD技術(shù),則有化學(xué)的、物理的表面刻蝕方法;在某種意義上,刻蝕過(guò)程是薄膜沉積過(guò)程的逆過(guò)程 ? 半導(dǎo)體工業(yè)的高速發(fā)展是表面刻蝕技術(shù)的主要推動(dòng)力,它應(yīng)用的是光刻的方法 薄膜沉積與其刻蝕技術(shù) 八層布線的集成電路的斷面形貌 八層 Cu導(dǎo)線 (灰色 )、其間由硬質(zhì)碳形成的絕緣層 (白色 )以及其下所連接的 ?m線寬 的 CMOS器件。在后者的情況下,可對(duì)掩膜的圖形縮小 ?10倍 光刻過(guò)程中的暴光 ——GCA 6700 STEPPER 光刻技術(shù)制備的 顯微防偽標(biāo)記 尺度 單位為 5?5?m 光刻流程中的刻蝕 存在兩種刻蝕方法: 濕法(化學(xué)溶劑法) , 干法(等離子體法) ? SiO2層的刻蝕 正負(fù)性的光刻膠技術(shù) ? 光刻膠為對(duì)光敏感的由樹脂、光敏劑、溶劑組成的有機(jī)化合物混合體 (如 SU8) ? 正性光刻膠在暴光時(shí)被分解而易于被溶去 ? 而負(fù)性光刻膠在暴光時(shí)發(fā)生交聯(lián)而不易于被溶去 以化學(xué)溶劑法實(shí)現(xiàn)光刻圖形時(shí)的情況 ? 優(yōu)點(diǎn):侵蝕過(guò)程有很強(qiáng)的選擇性 ? 缺點(diǎn):對(duì) SiO2侵蝕為各向同性過(guò)程 , 形成 “ 香檳杯 ” 形剖面。它可以是指被刻蝕物質(zhì)相對(duì)于掩膜的刻蝕選擇性,也可以是指被刻蝕的兩種不同物質(zhì)的刻蝕選擇性 刻蝕過(guò)程要盡量地優(yōu)化 Se;一般的刻蝕過(guò)程的選擇性多不超過(guò) 50 等離子體刻蝕過(guò)程的選擇性 優(yōu)化刻蝕過(guò)程選擇性的方法有: ? 利用形成氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)的速率要大于形成非氣態(tài)產(chǎn)物的反應(yīng)的特性:用 O2與光刻膠發(fā)生選擇性反應(yīng),生成 CO, CO2, H2O等氣態(tài)產(chǎn)物 ? 利用形成的化合物越穩(wěn)定,其反應(yīng)速率越快的特性:用Cl2等離子體,選擇性刻蝕 SiO2上的 Al ? 利用改變化學(xué)平衡點(diǎn)的方法:雖然在 CF4等離子體中, SiO2的刻蝕速率與 Si相近,但在等比例的 CF4+H2等離子體中, SiO2的刻蝕速率則可達(dá)到多晶硅的 45倍以上 ? 利用其他動(dòng)力學(xué)因素:如利用 Cl對(duì)于重度 n型攙雜硅的刻蝕能力比未攙雜時(shí)的硅高 20倍 常用電子材料的等離子體刻蝕方法 被刻蝕材料 刻蝕氣體 其他氣體 刻蝕機(jī)理 與對(duì)照物相比的刻蝕選擇性 Si Cl2 CCl4 CF4 SiCl4 SF6 O2 O2 O2 O2 化學(xué) 高能離子 化學(xué) SiO2 光刻膠 GaAs Cl2 CCl4 SiCl4 O2 O2 化學(xué) /晶體取向 SiO2, 光刻膠 Al Cl2 SiCl4, CCl4, BCl3 側(cè)壁鈍化的離子輔助 SiO2, Si3N4, 某些光刻膠 Ti, Ta, Mo,W, Nb F2, CF4 O2 側(cè)壁鈍化的離子輔助 SiO2,光刻膠 等離子體刻蝕過(guò)程的各向異性 一個(gè)刻蝕過(guò)程的各向異性可用參數(shù) A表征 即垂直、平行方向上物質(zhì)被刻蝕的速率之比。樣品豎直地浸沒(méi)在等離子體中
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