黑硅电池中你需要掌握的半导体基础工艺知识
半导体工艺基础
半导体工艺基础【半导体工艺基础】一、半导体工艺的历史1.1 早期探索其实啊，半导体工艺的历史可以追溯到很久以前。
在 19 世纪，科学家们就开始对一些特殊的材料进行研究，发现了一些材料具有独特的导电性能。
那时候，这还只是一个小小的萌芽。
1.2 重要突破到了 20 世纪中叶，半导体工艺迎来了重要的突破。
比如说，晶体管的发明，这就好比给电子世界打开了一扇全新的大门。
晶体管的出现让电子设备变得更小、更高效，说白了就是为现代电子技术的发展奠定了坚实的基础。
1.3 飞速发展从那以后，半导体工艺就进入了飞速发展的阶段。
集成电路的出现更是让整个行业发生了翻天覆地的变化。
原本需要很大空间才能实现的电路功能，现在可以集成在一个小小的芯片上。
这就好像原本一个大仓库才能装下的东西，现在只需要一个小抽屉就能搞定。
二、半导体的制作过程2.1 原材料准备制作半导体，首先得准备好原材料。
最常用的材料就是硅，这就像是做菜得先有食材一样。
硅需要被提炼到极高的纯度，才能满足半导体制作的要求。
2.2 晶圆制造有了高纯度的硅，接下来就是制造晶圆。
把硅融化成液体，然后通过特殊的方法拉成一个圆柱体，再切成薄片，这就是晶圆啦。
想象一下，这就像是把一大块面团擀成薄饼，然后切成一片片的。
2.3 光刻与蚀刻在晶圆上制作电路图案是个精细活。
光刻就像是用特殊的“光笔”在晶圆上画出电路图，而蚀刻呢，则是把不需要的部分“洗掉”，留下需要的电路。
这有点像我们在纸上刻剪纸，按照画好的线条把多余的部分去掉。
2.4 掺杂为了改变半导体的导电性能，还需要进行掺杂。
这就好比给半导体“加点料”，让它具备我们想要的特性。
比如说，加入磷可以让半导体更容易导电，加入硼则相反。
2.5 封装测试最后，做好的芯片要进行封装和测试。
封装就是给芯片穿上“保护衣”，让它能在各种环境下正常工作。
测试呢，就是检查芯片是不是能正常发挥作用，有没有“生病”。
三、半导体工艺的特点3.1 高精度半导体工艺的精度那可是相当高的。
半导体硅材料基础知识
半导体硅材料基础知识半导体硅材料，就像是科技世界里的基石，默默支撑着我们现代生活中的无数奇迹。
硅啊，在地球上那可是相当常见的元素，就像人群里那些低调但不可或缺的老实人。
它不像金啊银啊那么耀眼，可一旦到了半导体这个大舞台，那就是大放异彩的主角。
你看，硅原子就像一个个训练有素的小士兵，整整齐齐地排列着。
在硅晶体里，这些小士兵的排列方式那可是相当有讲究的，这种有序的排列就像是精心编排的团体操，每个动作都恰到好处。
说到硅材料在半导体里的作用，那可就太厉害了。
这就好比是盖房子时的砖头，没有砖头，房子可就成了空中楼阁。
电子设备里要是没有硅材料，那那些小巧精致的手机、功能强大的电脑，估计都只能存在于幻想之中了。
硅能够成为半导体的宠儿，是因为它独特的电学性质。
硅原子之间的化学键就像是一条条小轨道，电子就在这些轨道上跑来跑去。
有时候电子很听话，规规矩矩地按照我们的要求运动，有时候又像是调皮的小孩子，需要我们用一些特殊的手段去引导。
硅材料的纯度要求可高啦。
这就像是做一道超级精细的菜，一点点杂质就可能把整道菜搞砸。
从硅矿石到可以用于半导体制造的硅材料，这中间的过程就像是一场漫长的修行。
要经过好多道工序，把那些杂质一点点剔除出去。
这感觉就像是从一群人中挑选出最优秀的精英，容不得一点马虎。
在半导体器件的制造过程中，硅材料又像是一块神奇的画布。
工程师们就像画家一样，在这块画布上进行创作。
他们用各种技术手段，在硅片上制造出晶体管啊、电路啊这些东西。
每一个微小的晶体管就像是一个小小的开关，无数个这样的小开关组合在一起，就能实现各种复杂的功能。
这就好比是用一个个小小的乐高积木，搭建出一个超级巨大又无比复杂的城堡。
硅材料的发展历程也很有趣。
一开始人们可能并没有意识到它有这么大的潜力，就像一颗被遗落在角落里的明珠。
随着科技的发展，人们慢慢发现了硅的独特之处，就像是突然发现了宝藏一样。
然后就开始不断地挖掘它的潜力，让它在各个领域发光发热。
半导体制造工艺基础
半导体制造工艺基础半导体制造工艺是半导体领域中非常重要的一门技术，它涵盖了从单晶硅片的生长到器件加工的全过程。
在半导体制造的过程中，我们需要通过一系列的工艺来将简单的材料转化为高性能和高可靠性的芯片。
首先，在半导体制造的第一步中，我们需要生长单晶硅片。
单晶硅是半导体芯片的基础材料，其具有高度的纯净度和良好的晶体结构。
传统的方法是通过Czochralski方法，在熔融的硅中插入引线，缓慢地旋转晶体生长炉，使熔液中的硅原子以晶体的形式沉积在引线上。
这样便得到了大尺寸、高纯度的单晶硅。
接下来，我们需要将单晶硅片切割成适合制作芯片的大小。
边缘修饰是其中的一个重要步骤，因为芯片的边缘需要保持清晰和平整，以便后续工艺能够进行。
然后，我们需要对单晶硅片进行表面处理。
这主要包括去除表面氧化层和掺杂。
表面氧化层的去除可以通过化学机械抛光（CMP）或酸性清洗来实现。
而掺杂则是为了改变硅片的导电性能，常用的方法是离子注入或扩散。
接着，我们需要在硅片上沉积一层硅氧化物或者多层金属膜作为绝缘层或导线。
沉积的方法有热氧化、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等。
根据不同的用途，还可以进行选择性沉积和局部沉积。
最后，我们需要对硅片进行模式形成和刻蚀，即将芯片上的线路和器件图形化。
这个过程通常使用光刻技术，通过暴光和显影的方法来形成光刻胶图案并传递到硅片上。
然后，通过湿法或干法腐蚀的方法，将不需要的材料去除，得到最终的芯片结构。
当然，这只是半导体制造工艺的基础步骤，实际的制造过程还涉及到很多其他的细节和技术，如清洗、检测和封装等。
而且，随着技术的不断发展和进步，半导体制造工艺也在不断地演化与改善，以满足新一代芯片的需求。
在半导体制造工艺的进一步发展中，有一些关键的技术和工艺流程逐渐成为了行业的标准。
以下是一些主要的工艺步骤和相关技术的介绍：1. 晶片清洗：在制造过程的各个阶段，晶片会与空气和设备表面接触，因此会附着一些杂质和污染物。
黑硅技术原理
黑硅技术原理
黑硅技术是一种新兴的半导体加工技术，它可以提高晶体管的效率和性能。
黑硅是指表面经过特殊处理后形成的具有微纳米结构的硅片，这些微纳米结构能够增加硅片与光线的接触面积，从而提高光电转换效率。
黑硅技术的原理主要包括以下几个方面：
1. 表面纳米结构化
黑硅技术通过表面纳米结构化来增加硅片与光线的接触面积。
这种表面处理方式可以利用化学蚀刻、离子注入、激光处理等方法实现。
其中，化学蚀刻是最常用的方法之一。
通过在硅片表面涂覆一层金属膜或聚合物，并在其上进行掩模曝光和显影处理，就可以在硅表面形成具有不同形状和尺寸的微纳米结构。
2. 光吸收增强
黑硅技术还可以通过增强光吸收来提高光电转换效率。
当光线照射到黑硅表面时，由于其表面具有大量微纳米结构，会产生多重反射和折射现象，从而增加光线在硅片内部的传播距离和被吸收的概率。
这种
增强效应可以显著提高硅片的光电转换效率。
3. 光电子的分离和收集
黑硅技术还可以通过增强光电子的分离和收集来提高光电转换效率。
当光线照射到黑硅表面时，会产生大量的激发载流子，这些载流子需要通过电场力或扩散作用分离并移动到相应的电极上进行收集。
为了提高载流子的分离和收集效率，黑硅技术通常会采用PN结、MIS结等半导体器件结构来实现。
总之，黑硅技术通过表面纳米结构化、光吸收增强、光电子的分离和收集等方式来提高晶体管的效率和性能。
随着技术不断发展，黑硅技术有望成为未来半导体加工领域中一种重要的制造工艺。
半导体制造工艺过程培训
半导体制造工艺过程培训半导体制造工艺是一项复杂而关键的过程，涉及到许多步骤和技术。
这篇文章将介绍半导体制造工艺的基本过程，但不会进一步深入技术细节。
第一步是原材料准备。
半导体制造的原材料通常是硅晶圆。
硅晶圆是一个圆形的硅基片，经过精确的净化和处理过程，使其成为理想的半导体材料。
第二步是沉积层制备。
通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等技术，在硅晶圆上沉积一层薄膜。
这种薄膜可以用作晶体管的通道层或其他电气元件的功能层。
第三步是光刻。
通过将光照射到特定区域，并使用光刻胶来保护特定区域，可以在硅晶圆上定义出具体的图案。
第四步是蚀刻。
蚀刻是利用酸性或碱性溶液来移除光刻胶以外的材料，从而形成所需的结构。
这个过程可以将图案转移到硅晶圆上。
第五步是离子注入。
通过将特定材料的离子注入硅晶圆，可以改变硅的电子特性，形成不同的电子器件。
第六步是热处理。
热处理是将硅晶圆置于高温环境中，使不同的材料在晶体中扩散或结晶，从而改变其电子特性。
第七步是金属化处理。
这个步骤涉及到将金属沉积到硅晶圆上，并通过蚀刻和光刻等技术形成金属线路和连接，从而实现电子器件的互连。
最后一步是封装和测试。
制造的芯片需要封装在塑料或陶瓷包装中，并通过测试来确保其功能和性能。
以上是半导体制造工艺的基本过程。
此外，还有许多更复杂的步骤和技术，例如化学力学抛光（CMP）、电镀、深度蚀刻和微影等。
这些步骤和技术的具体细节与所制造的器件和工艺相关。
半导体制造工艺的培训非常重要，因为制造过程的每个步骤都需要高度的精确性和复杂的操作。
培训帮助工艺工程师和技术人员熟悉每个步骤和相关设备的操作原理，以及如何解决可能出现的问题。
只有通过适当的培训，制造商才能确保高质量的半导体产品的生产，从而满足市场需求并推动技术发展。
半导体制造工艺过程是精密而复杂的，涉及到许多关键步骤和技术。
为了更好地理解半导体制造工艺过程和相关技术细节，工程师和技术人员需要接受系统的培训。
半导体工艺知识点总结
半导体工艺知识点总结半导体工艺这事儿啊，就像一场超级精细的魔术表演。
咱先说说半导体材料这一块吧。
硅，那可是半导体世界里的大明星，就像一场演唱会里的主唱一样重要。
它的特性特别适合用来做半导体器件。
不过你可别以为硅就是唯一的主角啦，还有像锗啊之类的材料也在这个大舞台上有自己的戏份呢。
这半导体材料啊，就像是盖房子的砖头，没有好砖头，房子肯定盖不结实，同理，没有合适的半导体材料，后面那些神奇的半导体器件就无从谈起啦。
光刻技术呢，这可是半导体工艺里的一把神奇画笔。
光刻就像是在微观世界里搞艺术创作。
光刻机能把设计好的电路图案精确地印到硅片上，这个精度啊，那是超级高的。
你要是把硅片想象成一块超级小的画布，光刻技术就是那个能在上面画出超级精细图案的神来之笔。
这就好比刺绣，普通的刺绣可能针法粗糙一点没关系，可这半导体光刻啊，就像是苏绣里最精细的那种，一针一线都不能差，稍微有点偏差，整个电路可能就废了。
蚀刻工艺也很关键呢。
蚀刻就像是一个超级精准的雕刻师，把不需要的部分一点一点地去除掉，只留下我们想要的电路结构。
这就像做木雕一样，木雕师傅拿着刻刀，一点点地把多余的木头削掉，最后呈现出精美的木雕作品。
半导体蚀刻也是这个道理，只不过它是在微观层面上进行的，那难度可比木雕大多了。
再说说掺杂工艺吧。
掺杂就像是给半导体材料注入灵魂。
往纯净的半导体材料里加入一些杂质原子，就好像给一杯白开水加点糖或者盐一样，一下子就改变了它的性质。
这一改变可不得了，能让半导体具备我们想要的电学特性，像是导电性之类的。
这就好比一个人原本很内向，突然给他注入了一些开朗的元素，整个人的性格就变得不一样了，在半导体这里，就是电学性能发生了变化。
封装工艺呢，这就是给做好的半导体芯片穿上保护的外衣。
芯片就像一个娇弱的小宝宝，需要好好保护起来。
封装就像是给小宝宝做一个坚固又舒适的小房子。
这个小房子不仅要保护芯片不受外界环境的影响，像温度、湿度之类的，还要能方便芯片和外界进行连接，就像房子要有门和窗户一样，芯片封装也要有引脚之类的东西来实现电气连接。
半导体工艺基本知识
半导体工艺基本知识半导体工艺啊，就像是一场微观世界里的奇妙魔术。
咱们先从硅片说起吧。
硅片就好比是盖房子的地基，整个半导体世界都建立在它之上。
硅呢，是一种很神奇的材料，在沙子里就能找到它的身影。
你说神不神？把沙子变成能做半导体的硅片，这得经过多少道工序啊。
就像把一块普通的石头打磨成一颗璀璨的宝石一样不容易。
这硅片得做得平平整整、干干净净的，哪怕一点点小杂质或者小凸起，那对后面的工艺来说，就像在一碗好汤里掉进了一粒老鼠屎一样，坏了整锅汤。
掺杂工艺也很有趣。
这就像是给硅片这个大集体里安排不同职责的成员。
往硅片里掺入一些特殊的元素，就像在一群人中安排几个特别的角色一样。
这些被掺进去的元素会改变硅片的电学性质，让它能实现各种各样的功能。
比如说，本来硅片可能比较老实，不太导电，但是一掺杂之后，就像给它注入了活力，变得能很好地导电了。
这感觉就像是给一个内向的人注入了自信，突然就变得活跃起来了。
蚀刻工艺又是什么样的呢？它有点像雕刻家拿着刻刀在作品上精雕细琢。
把不需要的部分去掉，留下我们想要的电路结构。
这个过程得小心翼翼的，要是不小心多刻掉了一点，那就像厨师做菜的时候盐放多了一样，整个味道就不对了。
芯片的性能也就受到影响了。
薄膜沉积工艺呢，就像是给硅片穿上一层一层的衣服。
这些衣服可有讲究了，不同的薄膜有着不同的功能。
有的是为了绝缘，就像冬天穿的棉衣，把寒冷隔开；有的是为了传导电流，就像电线外面的那层皮，起着保护和传导的作用。
每一层薄膜都得均匀地覆盖在硅片上，如果有薄有厚，那就像衣服穿得歪歪扭扭的，既不美观也不实用。
在半导体工艺的世界里，清洁度是至关重要的。
这就好比咱们住的房子，如果到处都是灰尘垃圾，肯定住着不舒服。
在半导体制造车间里，一点点灰尘都可能毁掉一个芯片。
所以那里的环境得保持得超级干净，工作人员都得穿着特殊的工作服，就像一群白色的小精灵在微观世界里忙碌着。
半导体工艺涉及到的设备也很复杂昂贵。
那些设备就像是一个个巨大的怪兽，静静地蹲在那里，等着人们去操作它们。
{生产工艺流程}半导体硅片生产工艺流程及工艺注意要点
{生产工艺流程}半导体硅片生产工艺流程及工艺注意要点半导体硅片生产工艺是制造半导体器件的关键步骤之一、下面是具体的半导体硅片生产工艺流程及工艺注意要点：1.硅原材料准备：选择高纯度的硅块或硅片作为原料，去除杂质，进行融化和析出纯净硅。
2.半导体晶圆生长：将纯净硅液体预浇铸，通过升温和降温控制，使其在晶体棒内逐渐生长。
3.硅薄片切割：将生长出来的硅单晶棒切割成薄片，通常为0.3~0.7毫米。
4.清洗与退火：将切割出来的硅片进行清洗去除表面杂质，并通过高温退火处理提高晶格结构的完整性。
5.硅片抛光：使用机械或化学机械方法对硅片表面进行抛光，使其表面更加光滑。
6.光刻：将硅片涂上感光剂，并通过曝光、显影等步骤，将期望的结构图案转移到硅片表面，形成光刻图形。
7.侵蚀与沉积：使用化学腐蚀液体对未被光刻图案保护的硅片进行侵蚀，去除不需要的硅材料；同时使用化学气相沉积方法向图案区域沉积材料，形成所需的薄膜。
8.金属化：在硅片表面涂上金属材料，并通过电镀或蒸镀方法，形成导电层或接触层。
9.接触敏化与刻蚀：进行接触敏化处理，将金属化层覆盖的区域暴露出来，并进行刻蚀，以达到电极与器件区域的电气连接。
10.封装：将硅片进行切割、测试、打包等步骤，以便于使用和保护。
在半导体硅片生产工艺中，需要注意以下几个要点：1.纯度控制：硅原材料要选择高纯度的硅块或硅片，以避免杂质对器件产生不良影响。
2.温度控制：硅单晶生长和退火过程中，需要控制好温度，以确保晶格结构稳定和完整。
3.抛光质量：硅片表面抛光要充分平整，光滑度要符合制程要求，避免表面缺陷。
4.光刻精度：光刻过程中，需要控制好曝光和显影的参数，避免图案的失真和误差。
5.化学腐蚀和沉积：侵蚀和沉积过程中，需要注意腐蚀剂和沉积气体的选择和浓度控制，以确保图案的准确与均匀。
6.金属化质量：金属化过程中，需要控制好金属薄膜的厚度和均匀度，以确保良好的电气连接和导电性能。
总之，半导体硅片生产工艺是一个非常精细和复杂的过程，需要严格控制每个步骤的参数和质量要求，以保证半导体器件的制造质量和性能。
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• 廖先生的文章里有详细的实验数据，有兴趣 的朋友可以找来文章仔细研读。
• 以下的文章是刻蚀的基础知识，包括干法刻 蚀和湿法刻蚀。RIE在干法刻蚀中，抛光在 TMAH的介绍中。
内容
1. 概述 2. 干法刻蚀 3. 湿法刻蚀 4. 应用
1. 概述
图形转移
• 刻蚀种类 干法： 气态等离子体中，发生物理或化学反应
• 由三步组成： (1) 等离子体产物到达被刻蚀表面；(2) 与 表面膜发生反应；(3)反应物从表面移走
刻蚀参数
• 刻蚀速率 • 刻蚀剖面 • 刻蚀偏差 • 选择比 • 均匀性 • 残留物 • 聚合物 • 等离子体诱导损伤 • 颗粒、沾污和缺陷
Байду номын сангаас蚀速率
R T / t(nm / min)
R 刻蚀剂的浓度
• 在硅刻蚀中，通过控制F/C的比例，形成聚合物，低 F/C比易于形成侧壁聚合物（侧壁钝化）
等离子体诱导损伤
• 等离子体包含大量的离子，电子和激发原子/分子 • 主要损伤：
- 非均匀等离子体在晶体管栅电极产生陷阱电荷， 引起薄栅氧化硅的击穿；
- 能量离子对暴露的栅氧化层 的轰击（典型离子流 1015/cm2， 能量300-700 eV
• 反应离子刻蚀是将物理作用的溅射刻蚀和化学作用的反 应刻蚀结合起来的过程。但是RIE中的溅射并不仅仅是纯 物理的作用，即在碰撞离子间并不仅仅是动量交换，它 还对化学反应起促进作用。
DC & RF Sputter Etching
等离子体溅射
射频溅射电压比: VC/VA = (AA/AC)n 射频溅射可用于绝缘材料
刻蚀偏差
刻蚀后线宽或关键尺寸间距发生变化，通常由横向 刻蚀引起，但也能由刻蚀剖面引起。
刻蚀偏差=Wb-Wa
选择比
被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料的刻蚀速率之比
SR
Ef Er
关键尺寸越小，选择比高求越高。 选择比差：11 选择比好：100 - 1000
刻蚀均匀性
因为刻蚀速率和刻蚀剖面与图形尺寸和密度有关而产生 深宽比相关的刻蚀或微负载效应
等离子体刻蚀机理
• 等离子体刻蚀就是利用上述的气体放电将稳定的气体分 子裂解成具有化学活性产物和离子类，通过选择一定的化 学气氛，使得这些裂解的物质与刻蚀的样品发生反应形成 挥发性的物质的过程 。
• 根据刻蚀机制，可以分为三类：化学等离子体刻蚀(PE)、 物理离子束刻蚀(IBE)和反应离子刻蚀（RIE）
直流气体放电
自持气体放电条件：放电空间单位时间产生的带电粒子数目等于 各种消电离因素引起带电粒子损失的数目。 击穿电压或着火电压 巴邢定律： 尽管两个放电腔的气压(p)和极间距(d)不同，但只要 乘积相等，则击穿电压就相等。pd值过大或过小都会使击穿电压 升高，因此存在一个合适的值可使击穿电压处于最小值。
- 电子直接从电源获得能量；电子的能量分布(EEDF)，它 决定了电子与原子或分子碰撞的几率，从而影响等离子体的 电离度或离子密度；
- 离子在辉光区形成，在小电场作用下被拽进鞘层区，然 后在鞘层区的大电场作用下加速运动抵达轰击样品。；
- 不带电荷的基团仅由于只具有一定的热能，其运动呈现各 向同性的特性。
– 等离子体产生高反应自由基物资；plasma creates highly reactive species called “free radicals”
– 自由基无电荷，故非方向性；radicals are not charged, so there is no directionality
2. 干法刻蚀
获得高精度图形转移的常用方法是采用干法刻蚀 。 主要目的是完成地把掩模图形复制到硅片表面上。
干法刻蚀刻一般可分为高压等离子刻蚀、反应离子刻蚀和离 子铣三种类型，对应于从高到低的气体气压下的刻蚀工艺。
干法刻蚀比较
干法刻蚀优点
• Eliminates handling of dangerous acids and solvents不接触酸和溶 剂
负载效应： 要刻蚀大面积区域，会耗尽刻蚀 剂浓度，而使R下降；若面积小，则刻蚀会 快一些。
终点检测
刻蚀剖面
两种基本剖面：
各项同性：
各项异性：小线宽 图形 亚微米器件，现今集成电路 要求88° - 89°，
高深宽比图形窗口：化学刻蚀剂 难以进入，反应生成物难以出来
解决办法： 将等离子体定向推进 到高深宽比窗口，离子方向性垂 直于表面；高密度等离子体
• Faithfully transfer lithographically defined photoresist patterns into underlying layers 保真度高 • High resolution and cleanliness 高分辨率高，清洁 • Less undercutting 钻蚀少 • Better process control 更好的工艺控制 • Ease of automation (e.g., cassette loading) 易于自动化
• 1.实验证明金属粒子是硅在氢氟酸中产生各 向异性腐蚀的关键。
• 2.金属粒子的自发运动好比就是一台微型挖 掘机，随着时间的推移从而在硅材料上开拓 出隧道。
• 3.掺金化合物的反应剧烈程度最高，掺银化 合物反应的剧烈程度次之，掺铜化合物反应 的剧烈程度最弱，减薄量也是这种情况。
建议
• 以上内容摘自（金属辅助湿法化学腐蚀黑硅 机理的探讨）作者云南师范大学廖承菌先生 。
干法刻蚀缺点
– Some gases are quite toxic and corrosive 某些气体有毒和腐蚀 性
– Re-deposition of non-volatile compounds 非挥发物质再沉积
– Need for specialized (expensive) equipment 需要较贵的特殊设 备
物理溅射刻蚀
– 高方向性，低选择性。 – 离子被电场加速轰击靶面 – 是溅射沉积的逆过程 – 用于离子铣和薄膜沉积前的预清洗
Resist
Ion
Sputtered
Species
Resist
• 化学刻蚀
– 非方向性，各向同性，很高选择性；non-directional (isotropic), very high selectivity
• 工作于1GHz以上的微波频率区 • 当磁场中电子的回旋频率等于微波频率时，电子与微波发 生共振，获得能量的电子电离中性气体，产生放电，形成 稳定的等离子体
电子的回旋频率： e eB / me
在2.45GHz的微波频率时，产生共振的磁感 应强度为0.875T
当工作气压低于10-2Pa时，离子能量在20～ 50eV范围内，减少了衬底受热和离子轰击对衬 底的损伤，在工作室内，不引入电极，减少了 杂质的污染，增加了反应气体的稳定性。
- 离子轰击样品表面的能量和角度直接与在鞘层区中碰撞 几率有关 。无碰撞，有单一能量；有碰撞，宽能量范围上的 多峰分布
SF6等离子体中SF5+的能量分布
自偏压固定在-200V.
是否产生碰撞，主要和气压有关，因此影响离子运动的因素主要 是气压，而决定离子最高能量的因素则是直流自偏压。
高密度等离子体
体系1
• 硅片浸入混合溶液HF/H2O2/HAuCl4中，体 积比1：4， 0.024mM(HAuCl4).时间长度为 2-4分钟。然后经去离子水中冲洗干净。为 去除硅表面的膜状物，硅片被浸入混合溶液 HON3/H2O（体积比1：2）中处理1-3分钟 ，并用去离子水冲洗干净。
体系2
• 硅片浸入混合溶液HF/HON3/AgON3中， 体积比1.25：1， 0.031mM(AgON3).时间 长度为15-30分钟。然后经去离子水中冲洗 干净。为去除硅表面的膜状物，硅片被浸入 混合溶液HON3/H2O（体积比1：2）中处 理1-3分钟，并用去离子水冲洗干净。
射频等离子体和电势
对称腔：电势差相等
非对称反应腔：两电极 上的电势差与电极面积 满足：
Vc/Va = (Aa/Ac)4
为了增加鞘层电压，将上电 极腔体壁连接以增加上电极 的面积，于安全的考虑这一 点通常别设为直流接地点
等离子体的主要宏观和微观参数
• 自偏压
• 功率
•温度
• 粒子密度和能量分布（电子，离子）
AC 电压克服了DC系统的 电荷在介质上的积累现象。
射频放电等离子体
高频放电不同于直流放电
工业上：13.56MHz 27.12MHz
• 由于质量上的差异,在电场作用下电子 和离子的迁移行为不同，离子的迁移率 比电子的迁移率小两个数量级 ； • 电子可以跟交变电场的变化 ，而离子 不能； • 离子的振荡可以忽略，其运动是可视 为在一种平均场下的迁移运动
等离子体的产生
• 微电子工业使用的等离子体是一般通过气体辉光放 电的方式产生
• 等离子体概念：
在放电腔中，气体原子（或分子）电离产生离子（或裂解产 生分子原子碎片形成具有化学活性的基团和氧化剂、还原 剂），形成具有一定电离度的准中性粒子区，称为等离子体。
• 根据电场的施加方式或频率，气体放电产生等离子 体可分为直流放电、高频放电、射频放电、微波放电， 其中放电的机制各不相同，但是作为等离子体，却又有 共性。
亚微米尺寸
湿法： 液态化学试剂中，发生化学反应
尺寸大于3微米
按材料分：