图解半导体基础
第12节 等离子体(三)
更新于2008-09-15 11:41:27

等离子体中游离基与离子的比例,如图7.23所示,大约是游离基∶正荷电粒子∶负电荷粒子=20∶1∶1。值得注意的是游离基的比例大。半导体制造中,为了避免晶片受到损伤,主要利用游离基。因为离子具有的能量大,所以成膜和腐蚀的效率高,但是会对晶片带来大的损伤。


图7.23高频激发的氧等离子体中电离成分的密度比例
 

那么,等离子体是怎样产生的呢?等离子体是由于气体原子、分子的电离(离子化:中性的原子或分子失去电子而形成正离子,或者获得电子而变为负离子)而产生的。气体电离的方法有外加强电场使得电离的放电电离、加高温使得电离的热电离,以及用强光照射使得电离的光电离等。在半导体制造中,由于电离效率高,所以一般都采用放电电离的方法。在放电电离中,如前所述,广泛采用高频放电。加50kHz~13.56MHz的高频(RF)电场,使其放电,产生等离子体。将高频电路与等离子体结合起来的方法有电容耦合和感应耦合。如图7.24所示,电容耦合是在两个电极之间加高频电压,给原料气体加高频电场。也有将电极置于反应炉之外的情况。感应耦合是将高频电流流过环绕反应炉的线圈,由于磁通随时间变化,所以在原料气体中感应高频电场。为了获得更高的等离子体密度,可以采用频率更高的微波。如图7.24的右图所示,通常是将与电子波长相当的2.45GHz的微波经由波导管到反应炉,给原料气体加高频电场。


图7.24用于产生等离子体放电功率的提供方式

 

 

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