Индуктивные источники высокоплотной плазмы и их технологические применения

Читать фрагмент

книга

Индуктивные источники высокоплотной плазмы и их технологические применения

Автор: Евгений Берлин, Лев Сейдман, Василий Григорьев

Тенденции развития современной технологии электронной техники заключаются в увеличении степени интеграции изделий на поверхности подложек, что связано как с увеличением диаметра применяемых в производстве подложек, так и с уменьшением геометрических размеров элементов изделий на их поверхности до 0,01-0,04 мкм. Для технологии изготовления изделий с микро- и наноэлементами использование ВЧ разряда индуктивно связанной плазмы (ICP) как плазмообразующего источника предоставляет большие преимущества. В частности, с его помощью достигают высокую плотность плазмы (1011-1012 см-3), минимальный разброс ионов по энергиям (Δei ≤ 5 эВ), относительно низкое рабочее давление (10-2÷10-1 Па) и низкую энергетическую цену иона (30÷80) эВ/ион. Благодаря отсутствию накаливаемых узлов источник ICP обладает большим ресурсом работы с химически активными газами. Особенно важно, что он предоставляет возможность независимого управления энергией и плотностью потока ионов, поступающих на подложку. Успехи в конструировании источников ICP для целей микроэлектроники побудили разработчиков оборудования применить их и в других отраслях, например в азотировании стальных деталей, обработке полимерных пленок и нанесении специальных покрытий методами PVD и PECVD.За последнее десятилетие источники ICP нашли широкое промышленное применение, о котором появилось большое количество новой информации. Поэтому назрела необходимость составления обзора, цель которого — систематизация основных экспериментальных результатов разработки и применения источников ICP. В книге приведено описание принципов действия, особенностей и преимуществ источников ICP и рассмотрены многочисленные варианты конструкций современных источников ICP. Приведены также примеры технологических применений описываемых источников для нанесения тонких пленок: в процессах PVD и PECVD. И кроме того, описано формирование плазмохимическим травлением трехмерных структур в различных материалах и двумерных структур в тонких пленках и связанное с такой обработкой существенное изменение свойств поверхностей различных материалов, в особенности полупроводников.Таким образом, настоящая книга представляет собой подробное справочное руководство по конструкциям и применению источников ICP. Книга рассчитана на студентов, аспирантов, конструкторов нового технологического оборудования, использующего источники ICP, и технологов, работающих на таком оборудовании. Конструкторы найдут в ней обзор способов достижения высоких параметров источников ICP, а технологи ознакомятся с широким спектром их применения и полученных с их помощью достижений. Она также будет полезна в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специализаций.

Форматы: PDF

Издательство: Техносфера

Год: 2018

Место издания: Москва

ISBN: 978-5-94836-519-0

Страниц: 464

Артикул: 77428

Возрастная маркировка: 16+

Электронная книга

649 ₽

Купить и скачать

Содержание

Содержание книги "Индуктивные источники высокоплотной плазмы и их технологические применения "

Введение

ГЛАВА 1. Современные источники плазмы для технологических применений. Преимущества источников ICP

1.1. Технологические аспекты применения газоразрядной плазмы

1.1.1. Плавающий электрод в плазме

1.1.2. Плотность плазмы и ионный ток

1.1.3. Ток на электрод, находящийся под высокочастотным потенциалом

1.2. Способы и устройства формирования технологической плазмы

1.2.1. Диодный емкостный плазменный реактор

1.2.2. Индукционный ВЧ источник плазмы (ICP источник)

1.3. Свойства индукционного разряда при низком давлении

1.3.1. Зависимость плотности плазмы от вкладываемой в разряд ВЧ мощности

1.3.2. Поглощение высокочастотной мощности плазмой

1.3.3. Согласование источника ICP с цепями питания

1.3.4. Определение характерных величин разряда по его внешним параметрам

ГЛАВА 2. Конструкции антенн источников ICP

2.1. Локальные антенны источников ICP

2.1.1. Планарные антенны

2.1.1.1. Планарные антенны вне рабочей камеры (внешние антенны)

2.1.1.2. Планарные антенны, погруженные в плазму (внутренние антенны)

2.1.2. Антенны с цилиндрической катушкой

2.1.2.1. Антенны с цилиндрической катушкой вне камеры (внешние антенны)

2.1.2.2. Антенны с цилиндрической катушкой, погруженной в плазму (внутренние антенны)

2.2. Источники ICP для обработки деталей большой площади

2.2.1. Внешние антенны источников ICP большой площади

2.2.2. Внутренние антенны источников ICP большой площади

2.2.2.1. Планарные спиральные антенные катушки

2.2.2.2. Антенны из линейных элементов

2.2.2.3. Внутренние антенны с разомкнутыми ферромагнитными сердечниками

2.2.2.4. Антенны с постоянным магнитным полем

2.2.2.5. Источники ICP ячеистой структуры

2.2.2.6. Источники пучков нейтральных частиц

ГЛАВА 3. Нанесение тонких пленок с ассистированием источником ICP

3.1. Нанесение тонких пленок конденсацией паров в вакууме с ассистированием источником ICP

3.1.1. Нанесение тонких пленок распылением мишени с помощью источника ICP

3.1.2. Повышение степени активации распыленных частиц в процессах нереактивного магнетронного нанесения

3.1.3. Повышение степени активации частиц реактивного газа в процессах реактивного магнетронного нанесения

3.1.4. Резюме

3.2. PECVD процессы осаждения тонких пленок с ассистированием источником ICP

3.2.1. Пленки углерода

3.2.2. Пленок кремния

3.2.3. Пленок нитрида и оксида кремния

3.2.4. Пленок нитридов тугоплавких металлов

ГЛАВА 4. Плазмохимическое травление различных материалов с помощью источников ICP

4.1. Общие принципы плазмохимического травления с помощью источников ICP

4.2. Процессы формирования трехмерных структур в различных материалах

4.2.1. В подложках кремния

4.2.1.1. Бош процесс

4.2.1.2. Крио процесс

4.2.1.3. Одностадийные процессы без применения криогенных температур подложки

4.2.1.4. Резюме по плазмохимическому травлению кремния:

4.2.2. В карбиде кремния

4.2.2.1. Травление подложек SiC

4.2.2.2. Вытравление сквозных отверстий в подложках SiC с эпитаксиальными слоями GaN

4.2.2.3. Резюме по травлению карбида кремния

4.2.3. В кварце

4.2.4. В сапфире

4.2.5. В нитриде галлия

4.2.5.1. Оптимизация режимов травления GaN

4.2.5.2. Селективное травление GaN

4.2.6. В арсениде галлия

4.2.7. В других сложных полупроводниках (InP, InGaP, InAs, InSb, GaSb, AlGaAsSb и InGaAsSb)

4.2.8. В полимерах

4.3. Формирование двумерных структур в тонких пленках различных материалов

4.3.1. В пленках кремния

4.3.2. В пленках нитрида кремния

4.3.3. В пленках окисла кремния

4.3.4. В пленках металлов и сплавов

4.3.5. В пленках нитридов металлов

4.3.6. В пленках окислов металлов

4.3.7. В пленках полимеров

ГЛАВА 5. Изменение свойств поверхности различных материалов при обработке в источнике ICP

5.1. Поверхность GaN

5.1.1. Обработка в плазме аргона

5.1.2. Обработка в плазме азота

5.1.3. Обработка в плазме кислорода

5.1.4. Обработка в плазме галогеносодержащих газов

5.1.5. Резюме по последствиям обработки в плазме поверхности нитрида галлия

5.2. Поверхность GaAs и других сложных полупроводников

5.3. Поверхность кремния и окисла кремния

5.4. Поверхность полимеров

5.5. Азотирование поверхности стальных деталей

5.6. Поверхность других материалов

Заключение

Список литературы

Отрывок из книги

давления, общим их отличием является то, что энергия вводится в плазму по-средством не электрического поля, а переменного магнитного. Это означа-ет отсутствие больших потенциалов, приложенных к приэлектродным слоям. Энергия ионов, поступающих на подложку, составляет обычно около 20–30 В, при этом она может при необходимости легко быть изменена отдельным источ-ником питания смещения, постоянного, средне- или высокочастотного. Таким образом, становится возможным независимое управление потоками ионов (путем манипулирования мощностью, вкладываемой в источник плазмы), радикалов (за счет изменения давления и состава газовой смеси) и энергии падающих на подложку ионов (за счет изменения смещения).Поскольку области генерации и «использования» плазмы разнесены про-странственно, встает вопрос о транспортировке плазмы в рабочий объем с ми-нимальными потерями. Практические решения этой проблемы рассмотрены в главе 2. 1.3.1. Зависимость плотности плазмы от вкладываемой в разряд ВЧ мощностиРассмотрим простую модель разряда цилиндрической формы для наибо-лее важного практически режима средних давлений [8]. Из формулы (1.5) вид-но, что плотность тока заряженных частиц на стенки прямо пропорциональна концентрации плазмы. Пусть каждая пара электрон + ион уносит из систе-мы энергию ET. Можно определить [8] равновесную концентрацию плазмы при данной мощности Pabs, вкладываемой в нее: n0 = –– – –– –––––Pabse uB Aeff ET, (1.8)где uB – Бомовская скорость (1.2), Aeff – эффективная площадь стенок. Из выражения (1.8) видно, что в отсутствие других механизмов вы-носа энергии из плазмы (излучения, например) плотность плазмы зави-Рис. 1.4. Зависимость температуры электронов в плазме от ее параметров [8]17Глава 1. Современные источники плазмы для технологических применений. Преимущества источников ICP

Внимание!
При обнаружении неточностей или ошибок в описании книги "Индуктивные источники высокоплотной плазмы и их технологические применения (автор Евгений Берлин, Лев Сейдман, Василий Григорьев)", просим Вас отправить сообщение на почту help@directmedia.ru. Благодарим!

Индуктивные источники высокоплотной плазмы и их технологические применения

Содержание

Отрывок из книги

Берлин Е. В. другие книги автора

С книгой "Индуктивные источники высокоплотной плазмы и их технологические применения" читают