图解半导体基础
第10节 等离子体(一)
更新于2008-09-15 11:40:10

等离子体除了应用于生长薄膜之外,还广泛应用于腐蚀和干法清洗等半导体制造工艺。那么,等离子体究竟是什么呢?如图7.19所示,所谓等离子体,是指“数量基本相等的正荷电粒子与负荷电粒子共存于能够自由运动状态的粒子集团”。等离子体并不是个别存在的形态。可以说,构成宇宙物质的99%都是等离子体,它是除气体、液体、固体这三种物质形态之外的第四种物质形态。我们可以列举出无数个等离子体的例子。例如,极地上空的极光、保护地球上的生物不受宇宙射线伤害的电离层、令人恐怖的闪电、晚上照明广泛使用的荧光灯、颇受欢迎的等离子体显示器等。
半导体制造工艺中的等离子体是离子、游离基等化学活性粒子理想的供应源。所谓游离基,就是具有不成对电子(Unpaired Electron)的原子或分子。所谓不成对电子,如图7.20所示,是指在一个外壳层电子轨道上只有一个旋转着的电子。电子轨道是一种能量相等或者差别很小的简并轨道,为了使轨道上填充自旋方向相反的成对电子,电子具有进入其他轨道的性质,因而也会产生不成对电子。


图7.19等离子体

图7.20不成对电子是活性之源


与成对的电子(即1个电子轨道上的自旋方向相反的2个电子)相比,不成对电子不具有化学稳定性,它很容易与其他原子或分子的电子相结合。所以,具有这种不成对电子的原子或分子具有化学反应活性。以我们人类自身来举例,大约人体重的2/3是由氧构成,正是由于氧元素的不成对电子具有的化学活性,人类才得以维持生命。

 

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