什么是等離子？
等離子體是一種能量高于氣體的物質(zhì)狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，物質(zhì)存在三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。隨著溫度升高，固體變成液體并變成氣體。
例如，水在結(jié)晶狀態(tài)下變成稱為冰的固體，當(dāng)溫度升高時(shí)變成液態(tài)水，當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)變成稱為水蒸氣的氣體。因此，物質(zhì)所擁有的能量決定了它的物質(zhì)狀態(tài)。
物質(zhì)通常有電子圍繞其原子核移動(dòng)。原子核帶有正電荷，由質(zhì)子和中子組成。相反，由于電子帶負(fù)電荷，它們被庫(kù)侖力吸引到原子核上，并始終圍繞原子核運(yùn)動(dòng)。
然而，當(dāng)氣體的溫度進(jìn)一步升高到大約攝氏幾千度的極高能量狀態(tài)時(shí)，圍繞原子核運(yùn)行的電子與原子分離（電離）并變得不穩(wěn)定。這種狀態(tài)是等離子。
在電離和不穩(wěn)定的狀態(tài)下，等離子體會(huì)發(fā)射光和電磁波，并且看起來(lái)會(huì)發(fā)光，因?yàn)樗鼤?huì)釋放能量并試圖返回穩(wěn)定狀態(tài)。此外，電流極易流動(dòng)，其特征還在于電子的運(yùn)動(dòng)因電磁力而增加。
雖然等離子體似乎是一種特殊的狀態(tài)，但在自然界中卻經(jīng)常被觀察到。雷霆和極光就是其中之一。在工業(yè)上，它還用于制造熒光燈、等離子炬和半導(dǎo)體。
半導(dǎo)體中的等離子體
以下是在半導(dǎo)體制造中使用等離子體的三個(gè)示例。
(1) 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECVD)
等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECVD) 用于硅半導(dǎo)體制造中的氮化硅膜 (SiN) 和氧化硅膜 (SiO 2 ) 的成膜。
通過(guò)直流（DC）、射頻（RF）電流或微波將供應(yīng)在基板上的原料氣體轉(zhuǎn)化為等離子體，以激活中性激發(fā)粒子。它是一種通過(guò)在基板上引起化學(xué)反應(yīng)并沉積產(chǎn)生的物質(zhì)來(lái)形成薄膜的方法。
等離子化學(xué)氣相沉積
與傳統(tǒng)的熱處理方法（熱CVD法）相比，其特點(diǎn)是能夠在低溫下形成薄膜。因?yàn)樗皇褂眉訜嵫b置，所以它可以處理不平整的基板和復(fù)雜的形狀。
(2) 等離子干法蝕刻
蝕刻是在基材表面雕刻凹槽和圖案的過(guò)程。傳統(tǒng)上，使用使用蝕刻溶液的濕蝕刻方法。然而，近年來(lái)，使用蝕刻氣體或離子的干法蝕刻已成為主流。
等離子干法蝕刻是一種通過(guò)用等離子刮擦基板表面來(lái)進(jìn)行蝕刻的技術(shù)。又稱化學(xué)物理蝕刻技術(shù)。
與等離子 CVD 一樣，氣體流到基板表面，氣體變成等離子。此時(shí)，離子與基板碰撞，促進(jìn)與等離子體中所含物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。這使得可以在原子尺度上精確地刮擦基板的表面。
與濕法蝕刻不同，不會(huì)產(chǎn)生廢液，因此除了是清潔的加工方法外，還可以進(jìn)行比濕法蝕刻更精確的加工。
更深的蝕刻也可用于分離半導(dǎo)體芯片，稱為等離子切割。
(3) 等離子清洗
等離子清洗是利用等離子將附著在基板表面的油等有機(jī)物分解、汽化的清洗技術(shù)。除了是一種不使用水或清潔溶液的干燥清潔方法外，它還提供高水平的清潔，不會(huì)留下任何殘留物。
等離子清洗還可以通過(guò)破壞分子鍵并用羥基修飾來(lái)使被處理物體表面親水。在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，它還用于為圖案化的 PDMS（二甲基聚硅氧烷）表面增加親水性，以提高圖案附著力。
等離子化學(xué)氣相沉積
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