半導(dǎo)體材料(總結(jié)) (2)

1、1 (一)、半導(dǎo)體材料特性(5學(xué)時(shí))n1.半導(dǎo)體材料的發(fā)展趨勢(shì)n2.半導(dǎo)體材料的分類(lèi)半導(dǎo)體材料的分類(lèi)n3.半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)及應(yīng)用半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)及應(yīng)用n4.實(shí)例說(shuō)明如何運(yùn)用半導(dǎo)體材料知識(shí)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)22. 半導(dǎo)體材料的分類(lèi)n 禁帶寬度的不同，又可分為： 窄帶隙半導(dǎo)體材料：Si，Ge 寬帶隙半導(dǎo)體材料：GaN，ZnO，SiC，AlNn化學(xué)組分和結(jié)構(gòu)的不同，又可分為： 元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、固溶體半導(dǎo)體、非晶半導(dǎo)體、微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體和稀磁半導(dǎo)體等n使用功能的不同，可分為： 電子材料、光電材料、傳感材料、熱電致冷材料等 34按功能和應(yīng)用按功能和應(yīng)用微電子半導(dǎo)體微電子半導(dǎo)體光電半導(dǎo)

2、體光電半導(dǎo)體熱電半導(dǎo)體熱電半導(dǎo)體微波半導(dǎo)體微波半導(dǎo)體氣敏半導(dǎo)體氣敏半導(dǎo)體 5按組成按組成無(wú)機(jī)半導(dǎo)體無(wú)機(jī)半導(dǎo)體有機(jī)半導(dǎo)體有機(jī)半導(dǎo)體按結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)晶體晶體非晶、無(wú)定形半導(dǎo)體非晶、無(wú)定形半導(dǎo)體多晶半導(dǎo)體多晶半導(dǎo)體單晶半導(dǎo)體單晶半導(dǎo)體元素半導(dǎo)體元素半導(dǎo)體化合物半導(dǎo)體化合物半導(dǎo)體63.半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)及應(yīng)用n(1)半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)n(2)半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)n(3) 半導(dǎo)體的雜質(zhì)和缺陷n(4) 半導(dǎo)體的電學(xué)性質(zhì)n(5) 半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)7晶體：晶體： 有有規(guī)則對(duì)稱(chēng)的幾何外形；規(guī)則對(duì)稱(chēng)的幾何外形； 物理性質(zhì)物理性質(zhì)(力、熱、電、光力、熱、電、光)各向異性各向異性； 有確定的熔點(diǎn)；有確定的熔點(diǎn)； 微觀(guān)微觀(guān)上，

3、分子、原子或離子呈有規(guī)則的周期性上，分子、原子或離子呈有規(guī)則的周期性 排列，形成排列，形成空間點(diǎn)陣空間點(diǎn)陣(晶格晶格)。簡(jiǎn)單立方晶格簡(jiǎn)單立方晶格 面心立方晶格面心立方晶格Au、Ag、Cu、Al 體心立方晶格體心立方晶格 Li、Na、K、Fe 六角密排晶格六角密排晶格 Be，Mg，Zn，Cd 8立方晶體立方晶體n半導(dǎo)體材料：多數(shù)是立方晶體和六角晶體。半導(dǎo)體材料：多數(shù)是立方晶體和六角晶體。n立方晶體（等軸晶系），三邊等長(zhǎng)，相互正交。立方晶體（等軸晶系），三邊等長(zhǎng)，相互正交。n（a）簡(jiǎn)單立方晶系）簡(jiǎn)單立方晶系n原子在頂角，每個(gè)原子為原子在頂角，每個(gè)原子為8個(gè)晶胞共有，每個(gè)晶胞有個(gè)晶胞共有，每個(gè)晶胞有

4、8個(gè)個(gè)原子在頂點(diǎn)上，晶胞體積就是一個(gè)原子占有體積。原子在頂點(diǎn)上，晶胞體積就是一個(gè)原子占有體積。9n（b）體心立方晶體）體心立方晶體n每個(gè)晶胞有每個(gè)晶胞有8個(gè)原子在頂點(diǎn)上，一個(gè)在體心，晶胞有個(gè)原子在頂點(diǎn)上，一個(gè)在體心，晶胞有2個(gè)原個(gè)原子。體心立方可看成簡(jiǎn)單立方體套構(gòu)而成。子。體心立方可看成簡(jiǎn)單立方體套構(gòu)而成。體心原子的劃分，體心原子的劃分，屬于每個(gè)晶胞屬于每個(gè)晶胞 110n（c）面心立方晶體）面心立方晶體n6個(gè)面中心各有個(gè)面中心各有1個(gè)原子，個(gè)原子， 6*1/2=3原子；原子；n8個(gè)頂角各有個(gè)頂角各有1個(gè)原子，個(gè)原子，8*1/8=1個(gè)原子。個(gè)原子。n每個(gè)面心立方晶胞有每個(gè)面心立方晶胞有4個(gè)原子。

5、個(gè)原子。面心原子的劃分，面心原子的劃分，屬于每個(gè)晶胞屬于每個(gè)晶胞 1/211（2）半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)直接帶隙結(jié)構(gòu)帶隙大小間接帶隙結(jié)構(gòu)12輕摻雜 摻雜濃度為1017 cm-3中度摻雜 摻雜濃度為10171019 cm-3重?fù)诫s 摻雜濃度大于1019 cm-3雜質(zhì)離子100%電離載流子濃度低于摻雜濃度n(3) 半導(dǎo)體的雜質(zhì)和缺陷13硅中的雜質(zhì)n1. n型摻雜劑：P，As，Sbn2. p型摻雜劑：Bn3. 輕元素雜質(zhì)：O，C，N，Hn4. 過(guò)渡族金屬雜質(zhì)：Fe，Cu，Ni14（4）電學(xué)性質(zhì) 本征載流子濃度 a. 本征半導(dǎo)體在一定溫度下，就會(huì)在熱激發(fā)下產(chǎn)生自由電子和空穴對(duì)，從而形成本征載流子濃度。

6、b. 溫度一定，本征半導(dǎo)體中載流子的濃度是一定的，并且自由電子與空穴的濃度相等。 c. 當(dāng)溫度升高時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)加劇，掙脫共價(jià)鍵束縛的自由電子增多，空穴也隨之增多（即載流子的濃度升高），導(dǎo)電性能增強(qiáng)；當(dāng)溫度降低，則載流子的濃度降低，導(dǎo)電性能變差。15電導(dǎo)率和電阻率n電導(dǎo)率n電阻率npnqpq116（5）光學(xué)性質(zhì)n晶體半導(dǎo)體晶體半導(dǎo)體n直接躍遷和間接躍遷n滿(mǎn)足能量守恒和動(dòng)量守恒n間接躍遷時(shí)需要聲子的參與n非晶半導(dǎo)體非晶半導(dǎo)體n電子跨越禁帶時(shí)的躍遷沒(méi)有直接躍遷和間接躍遷的區(qū)別n電子躍遷時(shí)不再遵守動(dòng)量守恒的選擇定則n非晶結(jié)構(gòu)上的無(wú)序使非晶半導(dǎo)體中的電子沒(méi)有確定的波失17n吸收系數(shù)n透射率n折射率n自發(fā)輻

7、射、受激輻射18(二)、半導(dǎo)體材料 IV族（元素）、III-V族 、II-VI（氧化物）族半 導(dǎo)體 材料 1.典型半導(dǎo)體材料的應(yīng)用與工藝技術(shù) 2 .硅和鍺半導(dǎo)體材料 3. 砷化鎵、氮化鎵、磷化銦半導(dǎo)體材料 4. 氧化鋅、硫化鎘193. 砷化鎵、氮化鎵、磷化銦半導(dǎo)體材料20（1）砷化鎵性質(zhì) n能帶結(jié)構(gòu)能帶結(jié)構(gòu)n物理性質(zhì)物理性質(zhì)n化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)n電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)n光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)21GaAs能帶結(jié)構(gòu)n直接帶隙結(jié)構(gòu)直接帶隙結(jié)構(gòu)n雙能谷：強(qiáng)電場(chǎng)下電子從雙能谷：強(qiáng)電場(chǎng)下電子從高遷移率能谷向低遷移率高遷移率能谷向低遷移率能谷轉(zhuǎn)移，引起電子漂移能谷轉(zhuǎn)移，引起電子漂移速度隨電場(chǎng)的升高而下降速度隨電場(chǎng)的升高而

8、下降的的負(fù)微分遷移率效應(yīng)負(fù)微分遷移率效應(yīng) n帶隙為帶隙為1.42 eV22GaAs物理性質(zhì)nGaAs晶體呈暗灰色，有金屬光澤晶體呈暗灰色，有金屬光澤n分子量為分子量為144.64n原子密度原子密度4.421022/cm323GaAs化學(xué)性質(zhì)nGaAs室溫下不溶于鹽酸，可與濃硝酸反應(yīng)，室溫下不溶于鹽酸，可與濃硝酸反應(yīng)，易溶于王水易溶于王水n室溫下，室溫下，GaAs在水蒸氣和氧氣中穩(wěn)定在水蒸氣和氧氣中穩(wěn)定n加熱到加熱到6000C開(kāi)始氧化，開(kāi)始氧化，加熱到加熱到8000C以上以上開(kāi)始離解開(kāi)始離解24GaAs電學(xué)性質(zhì)n電子遷移率高達(dá)電子遷移率高達(dá) 8000nGaAs中電子有效質(zhì)量為自由電子的中電子有效

9、質(zhì)量為自由電子的1/15，是硅電子的是硅電子的1/3n用用GaAs制備的晶體管開(kāi)關(guān)速度比硅的快制備的晶體管開(kāi)關(guān)速度比硅的快34倍倍n高頻器件，軍事上應(yīng)用高頻器件，軍事上應(yīng)用SVcm225本征載流子濃度633001.3 10 /iTKncm26GaAs光學(xué)性質(zhì)n直接帶隙結(jié)構(gòu)直接帶隙結(jié)構(gòu)n發(fā)光效率比其它半導(dǎo)體材料要高得多發(fā)光效率比其它半導(dǎo)體材料要高得多，可，可以制備發(fā)光二極管，光電器件和半導(dǎo)體激以制備發(fā)光二極管，光電器件和半導(dǎo)體激光器等光器等27GaAs的應(yīng)用nGaAs在無(wú)線(xiàn)通訊方面具有眾多優(yōu)勢(shì)在無(wú)線(xiàn)通訊方面具有眾多優(yōu)勢(shì)nGaAs是功率放大器的主流技術(shù)是功率放大器的主流技術(shù)n光伏器件光伏器件n發(fā)光

10、器件發(fā)光器件28GaAs在無(wú)線(xiàn)通訊方面n砷化鎵晶片與硅晶片主要差別，在于它是一種砷化鎵晶片與硅晶片主要差別，在于它是一種“高頻高頻”傳輸傳輸使用的晶片，由于其使用的晶片，由于其頻率高，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸品頻率高，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸品質(zhì)好，可攜帶信息量大，傳輸速度快，耗電量低質(zhì)好，可攜帶信息量大，傳輸速度快，耗電量低，適合，適合傳輸影音內(nèi)容，傳輸影音內(nèi)容，符合現(xiàn)代遠(yuǎn)程通訊要求符合現(xiàn)代遠(yuǎn)程通訊要求。n一般訊息在傳輸時(shí)，因?yàn)榫嚯x增加而使所能接收到的訊一般訊息在傳輸時(shí)，因?yàn)榫嚯x增加而使所能接收到的訊號(hào)越來(lái)越弱，產(chǎn)生號(hào)越來(lái)越弱，產(chǎn)生“聲音不清楚聲音不清楚”甚至甚至“收不到信號(hào)收不到信號(hào)”的情形，這就是功率損

11、耗。砷化鎵晶片的最大優(yōu)點(diǎn)，在的情形，這就是功率損耗。砷化鎵晶片的最大優(yōu)點(diǎn)，在于傳輸時(shí)的于傳輸時(shí)的功率損耗功率損耗比硅晶片比硅晶片小小很多，成功很多，成功克服訊號(hào)傳克服訊號(hào)傳送不佳的障礙。送不佳的障礙。n砷化鎵砷化鎵具有抗輻射性具有抗輻射性，不易產(chǎn)生信號(hào)錯(cuò)誤，特別適用于，不易產(chǎn)生信號(hào)錯(cuò)誤，特別適用于避免避免衛(wèi)星通訊時(shí)暴露在太空中所產(chǎn)生的輻射問(wèn)題衛(wèi)星通訊時(shí)暴露在太空中所產(chǎn)生的輻射問(wèn)題。29砷化鎵與硅元件特性比較砷化鎵硅最大頻率范圍2300GHz1.5介電常數(shù)11.812.812.510.09.038GaN材料的特性材料的特性 n高頻特性，高頻特性，可以達(dá)到可以達(dá)到300G Hz（硅為（硅為10G，

12、砷化鎵為，砷化鎵為80G）n高溫特性高溫特性，在，在300正常工作（非常適用于航天、軍正常工作（非常適用于航天、軍事和其它高溫環(huán)境）事和其它高溫環(huán)境）n電子漂移飽和速度高、介電常數(shù)小、導(dǎo)熱性能好電子漂移飽和速度高、介電常數(shù)小、導(dǎo)熱性能好n耐酸、耐堿、耐腐蝕耐酸、耐堿、耐腐蝕（可用于惡劣環(huán)境）（可用于惡劣環(huán)境）n高壓特性高壓特性（耐沖擊，可靠性高）（耐沖擊，可靠性高）n大功率大功率（對(duì)通訊設(shè)備是非常渴望的）（對(duì)通訊設(shè)備是非?？释模?9GaN的化學(xué)特性的化學(xué)特性 n 在室溫下，GaN不溶于水、酸和堿；n在熱的堿溶液中以非常緩慢的速度溶解；nNaOH、H2SO4和H3PO4能較快地腐蝕質(zhì)量差GaN

13、，可用于這些質(zhì)量不高的GaN晶體的缺陷檢測(cè)；nGaN在HCL或H2氣下，在高溫下呈現(xiàn)不穩(wěn)定特性；n而在N2氣下最為穩(wěn)定。 40結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征n立方系閃鋅礦結(jié)構(gòu)和六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)；n在大氣壓力下，GaN晶體一般是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。 41GaN的電學(xué)特性的電學(xué)特性 nGaN的電學(xué)特性是影響器件的主要因素。n未有意摻雜的GaN在各種情況下都呈n型，最好的樣品的電子濃度約為n一般情況下所制備的P型樣品，都是高補(bǔ)償?shù)摹?216/104cm42GaN的光學(xué)特性的光學(xué)特性 n寬帶隙化合物半導(dǎo)體材料，有很高的禁帶寬度（2.36.2eV)，可以覆蓋紅、黃、綠、藍(lán)、紫和紫外光譜范圍 ，是到目前為止其它任何半導(dǎo)體材料

14、都無(wú)法達(dá)到的n主要在藍(lán)光和紫光發(fā)射器件上應(yīng)用 43GaN的應(yīng)用n 實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明。實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明。 國(guó)內(nèi)外倍加關(guān)注的半導(dǎo)體照明是一種國(guó)內(nèi)外倍加關(guān)注的半導(dǎo)體照明是一種新型的新型的高效、節(jié)能和環(huán)保光源高效、節(jié)能和環(huán)保光源，將取代目前使用的，將取代目前使用的大部分傳統(tǒng)光源，被稱(chēng)為大部分傳統(tǒng)光源，被稱(chēng)為21世紀(jì)照明光源的世紀(jì)照明光源的革命，而革命，而GaN基高效率、高亮度發(fā)光二極管基高效率、高亮度發(fā)光二極管的研制的研制是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明的是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明的核心技術(shù)和基礎(chǔ)核心技術(shù)和基礎(chǔ)。44（3）磷化銦 磷化銦(InP)晶體呈銀灰色，質(zhì)地軟脆。磷化銦具有載流子速度高、工作區(qū)長(zhǎng)、熱導(dǎo)率大等特點(diǎn)，可以制作低噪

15、聲和大功率器件。 磷化銦材料主要用于制作光電器件、光電集成電路和高頻高速電子器件。在光電器件的應(yīng)用方面，主要制作長(zhǎng)波長(zhǎng)(1.31.6m)激光器、激光二極管、光電集成電路等，用于長(zhǎng)距離通信。 45 磷化銦的抗輻射性能優(yōu)于砷化鎵，作為空間應(yīng)用太陽(yáng)能電池的材料更理想，其轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20。在高頻高速電子器件應(yīng)用方面，工作在毫米波范圍內(nèi)顯示出它的優(yōu)勢(shì)。InP的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(簡(jiǎn)稱(chēng)HBT) fT (特征頻率)已超過(guò)160GHz，InP的高電子移動(dòng)率晶體管(簡(jiǎn)稱(chēng)HEMT)最高fT已達(dá)到320GHz，W波段(波長(zhǎng)范圍0.3750.3cm，頻率范圍80100GHz)振蕩功率達(dá)到10mW，這些器件可用于毫米波雷

16、達(dá)、衛(wèi)星通信。 464. II-VI 族半 導(dǎo)體 材料 IIB族和VIA族IIB-VIA族化合物半導(dǎo)體，即Zn，Cd，Hg與O, S，Se，Te成的多種IIB-VIA族化合物半導(dǎo)體，如ZnO， CdS，CdTe，CdSe等。nZnO，CdS47nZnO的基本性質(zhì)及能帶結(jié)構(gòu)nZnO的缺陷、摻雜、合金及能帶工程nZnO薄膜的制備技術(shù)nZnO半導(dǎo)體器件nZnO的納米結(jié)構(gòu)nZnO的應(yīng)用（1）ZnO48ZnO的基本性質(zhì)nZnO熱力學(xué)穩(wěn)定相為釬鋅礦結(jié)構(gòu)，寬帶隙3.37eV（常溫），缺乏中心對(duì)稱(chēng)性，對(duì)可見(jiàn)光透明。纖鋅礦常溫具有較大激子束縛能60meV，本證載流子濃度 nj70（3）分子束外延分子束外延(Mo

17、lecular Beam Epitaxy) =Epi+taxis外延技術(shù)是在單晶襯底上，在合適的條件下沿襯底原來(lái)的結(jié)晶軸向生成一層晶格結(jié)構(gòu)完整的新的單晶層的制膜方法。外延包括化學(xué)外延方法（CVD），液相外延（LPD）及分子束外延由外延方法獲得的新生長(zhǎng)的單晶層叫外延層。若外延 層與襯底材料在結(jié)構(gòu)性質(zhì)上相似，則 稱(chēng)同質(zhì)外延。若兩材料在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上不同，則稱(chēng)為異質(zhì)外延。分子束外延是在超高真空環(huán)境中，把一定比例的構(gòu)成晶體的組分和摻雜原子（分子）的氣態(tài)束流，直接噴射到溫度適應(yīng)的襯底上，進(jìn)行晶體外延生長(zhǎng)的制膜方法.該方法是七十年代在真空蒸發(fā)鍍膜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。是真空鍍膜技術(shù)的改進(jìn)與提高。其特點(diǎn)是生長(zhǎng)速

18、度很慢（1m/h）生長(zhǎng)溫度較低（500600C），結(jié)構(gòu)厚度組分與摻雜分布可控制，可生長(zhǎng)極薄的單晶薄膜層。在微波器件、光電器件、多層結(jié)構(gòu)器件、納米材料、納米電子學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在硅半導(dǎo)體器件中，用于制作雙極器件及其他有特殊要求的CMOS、DRAM器件。71MBE原理原理在超高真空條件下（10-8Pa）,將組成化合物的各種元素（如Ga、As）和摻雜劑元素分別放入不同的噴射爐內(nèi)加熱，使它們的原子（或分子）以一定的熱運(yùn)動(dòng)速度和比例噴射到加熱的襯底表面上，與表面進(jìn)行相互作用并進(jìn)行晶體薄膜的外延生長(zhǎng)。分子束向襯底噴射，當(dāng)蒸氣分子與襯底表面為幾個(gè)原子間距時(shí)，由于受到表面力場(chǎng)的作用而被吸附到襯底表面，并能

19、沿表面進(jìn)一步遷移，然后在適當(dāng)?shù)奈恢蒙厢尫懦鰸摕?，形成晶核或嫁接到晶格點(diǎn)上。但是也有可能因其能量大而重新返回到氣相中。因此，在一定的溫度下，吸附與解吸處于動(dòng)態(tài)平衡。粘附系數(shù)：常以粘附系數(shù)來(lái)表示被化學(xué)吸附的分子數(shù)與入射到表面的分子數(shù)的比例。晶格失配：利用MBE方法在晶格常數(shù)為a的襯底A上外延極薄的一層晶格常數(shù)a2的材料B，則a2會(huì)膨脹或收縮以求得A材料的晶體常數(shù)為a1匹配。如果外延厚度超過(guò)了一定的臨界值，就會(huì)產(chǎn)生失配位錯(cuò)，應(yīng)力被弛豫。72 超高真空是指殘余氣體的總壓力P 1.3310-7 Pa 的真空。在這樣的真空條件下，氣體分子穿越空間的平均自由程L 可表示為 L = (1/nd2) （1.1）

20、 其中d為分子的直徑，n為真空中氣體分子的濃度，它與真空中的壓力P和溫度T的關(guān)系 n = P / KT （1.2） K為玻耳茲曼常量(K = 1.381 10-23 。即 L = 3.11 10-24 T/P （1.3） 在分子束外延設(shè)備中，參與外延生長(zhǎng)的各個(gè)分子束是從特殊的噴射爐中產(chǎn)生的，通常，從爐口到襯底表面的距離為0.2m但殘余氣體處于高真空的壓力范圍內(nèi)時(shí)，從爐口噴出的分子、原子形成定向束，無(wú)碰撞地射向襯底表面，因此，超高真空環(huán)境是分子束外延技術(shù)的基礎(chǔ)條件 737475（4）CVD薄膜生長(zhǎng)7677CVDCVD化學(xué)反應(yīng)Disproportionation irreversibleAsCl3

21、(g) 3Ga(s) 3GaCl(g) 1/4 As4(g)3GaCl(g) 1/2 As4(g) 2GaAs(s) GaCl3(g)Disadvantages: multizone furnacelow gas flowlow reaction efficiency (66%)system contamination (hot wall)78CVDCVD化學(xué)反應(yīng)Pyrolysis irreversibleHydride reaction, SiH4(g) Si(s) 2H2(g)Metal-organic reaction MOCVD(CH3)3Ga(g) AsH3(g) GaAs(s) 3

22、CH4(g)Advantages: low growth temperaturecold wall reactorDisadvantage: chemical purity and cost79Plasma-Enhanced CVD8081等離子體化學(xué)氣相沉積 通過(guò)射頻場(chǎng),直流場(chǎng)或微波場(chǎng)使得反應(yīng)氣體呈等離子體態(tài),其中的電子運(yùn)動(dòng)(1-20eV)導(dǎo)致氣體分子的電離分解,形成自由原子,分子,離子團(tuán)簇,沉積在基片表面。 優(yōu)點(diǎn)：低溫沉積、沉積速度快、易生長(zhǎng)亞穩(wěn)相。 應(yīng)用等離子體化學(xué)氣相沉積，可以制備多種薄膜材料：金屬、介電和絕緣體，化合物半導(dǎo)體,非晶態(tài)和其他的合金相。82（5）反應(yīng)離子刻蝕83RF-po

23、wered plasma etch systemRF-powered plasma etch system84等離子體刻蝕原理n等離子體刻蝕是采用高頻輝光放電反應(yīng)，使反應(yīng)氣體激活成活性粒子，如原子或游離基，這些活性粒子擴(kuò)散到需刻蝕的部位，在那里與被刻蝕材料進(jìn)行反應(yīng)，形成揮發(fā)性生成物而被去除。它的優(yōu)勢(shì)在于快速的刻蝕速率同時(shí)可獲得良好的物理形貌 。（這是各向同性反應(yīng)）n這種腐蝕方法也叫做干法腐蝕。85等離子體刻蝕反應(yīng)86n首先，母體分子CF4在高能量的電子的碰撞作用下分解成多種中性基團(tuán)或離子。n其次，這些活性粒子由于擴(kuò)散或者在電場(chǎng)作用下到達(dá)SiO2表面，并在表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。n生產(chǎn)過(guò)程中，CF4中摻入O2，這樣有利于提高Si和SiO2的刻蝕速率。它們的離子以及CF,CF,CF,CFCF23e487Etchants and etch prod