Финальный тест. Ответы в одном PDF, страница 2

Классификация и сущность методов вакуумно-плазменного травлениямикроструктур.Ионно-плазменное травление (ИПТ)Ионное травление —удалениевещества с поверхности твёрдого телаАтомно-лучевое травление (АЛТ)поддействиемионнойбомбардировки (инертным газом).Реактивное ионно-плазменное+Процессионного травления зависиттравление (РИПТ)от интенсивности пучка,вида,Ионнохимическое Реактивное ионно-лучевоеэнергии и угла падения ионов, атравлениетравление (РИЛТ)также от материала и состояния(ИХТ)Реактивное атомно-лучевоемишени.В процессе ионноготравление (РАЛТ)травления вследствие распыления,дефектообразования,имплантацииГазовое травление (ГТ)ионов и атомов отдачи меняютсяХимическоетравлениеРадикальное травление (РТ)элементный состав и структура(ХТ)2поверхности:1происходитПлазмо-химическоетравление (ПХТ)обогащение поверхности отдельнымэлементом, кристаллизация или аморфизация поверхностного слоя.Ионноетравление(ИТ)Ионно-лучевое травление (ИЛТ)Химическое травление – процесс взаимодействия химических реагентов споверхностью обрабатываемого материала.Ионно-химическое травление — совместное воздействие распыления ихимической реакции.

ИХТ осуществляют в тех же установках, что и ионноетравление, только в качестве рабочего используют не инертный, а химическиактивный газ.Наименьшей селективностью травления и наименьшей погрешностьюразмеров обработки обладает ионное травление ("ИТ"); наибольшуюскорость травления и наименьший нарушенный слой обрабатываемойповерхности можно получить при химическом травлении ("ХТ"); наилучшимсочетанием точности обработки и производительности оборудованияобладает ионно-химическое травление ("ИХТ").10.

Принципиальная схема процесса ионно-плазменного травления, достоинства и недостатки.11. А Принципиальная схема процесса ионно-лучевого травления, достоинства инедостатки.D420 – Ионное осаждение.Ионно-лучевой источник с горячим катодом: 1 – электромагнит, 2 – термокатод, 3 – анод, 4– рабочая камера, 5 – подложка.К материалам маски при ионном травлении предъявляются следующие требования:высокая разрешающая способность; термостойкость; минимальная скорость травленияпо отношению к скорости травления слоя.Общая часть из предыдущего.Особенности ионного травления:• Универсальность, возможно очищать от любых загрязнений поверхности любыхматериалов.• Низкая избирательность травления различных материалов из-за чисто физическогомезанизма процесса распыления, это затрудняет локальную обработку, так какматериал маски тоже травится.Достоинства ионного травления:• Приимущ.

Травление в направлении нормали к поверхности, что обеспечиваетхорошие результаты при локальной обработке, так как практически отсутсвуетбоковая составляющая скорости травленяи.• Безынерциальность, процесс травления прекращается сразу же после снятия собразцов потенциала.Недостатки ионного травления.• Низкие скорости травления (0.1-1нм/с)• Значительные радиационные воздействия, вызывающие разрушение контактныхмасок, деградацию электрофиз параметров структур и необходимость охлажденияобразцов при травлении.12.

Принципиальная схема процесса плазмо-химического травления, достоинства и недостаткиСхема вакуумной камеры диодного типадля плазмохимического травлениянепосредственно в плазме1 — подача рабочего газа2 — вакуумная камера3 — электрод4 — откачной патрубок5 — пластина (подложка)6 — подложкодержатель7 — изоляционное покрытиеСхемавакуумнойкамерыдлярадикальногоплазмохимического травления1 — кварцевая камера; 2 — перфорированный цилиндр; 3 —кассета с пластинами (подложками);4 — ВЧ-индуктор; 5 —подача рабочего газа; 6 — откачной патрубокПреимущества:- минимальные размеры структуры – порядка 2 мкм. Зазоры между электродами – до 1 мкм;- полная независимость от ориентации кристалла;- глубокое травление с большим аспектным отношением ширины структуры к её толщине.- высокая скорость по сравнению с ионным травлением- травление проводится при существенно меньших температурах (100–300 °С) по сравнению с обычнымгазовым травлениемНедостатки:- дорогое оборудование, требуется высококвалифицированный персонал;- повышенные требования к чистоте процесса;- медленный многооперационный метод, требующий отладки процесса.- наличие боковой скорости травления- ограниченное количество соединений для получения в плазме химически активных частиц,обеспечивающих образование летучих веществ- сложность химических реакций, протекающих в плазме и на обрабатываемой поверхности13.

Причины образования погрешности размеров микроструктур при ионно-плазменном, ионнохимическом и плазмо-химическом методахтравления+++αlmVtмаскаδlsслойизделиеа)δмаскаслойlsизделиеб)Рис.27 Схема формирования погрешности ионного (а)и ионно-химического (б) травленияПогрешность травления, т.е. отклонениеполучаемых размеров от размеров маски,зависит от показателей изотропности травления.Строгая направленность обработки ускореннымичастицамиспособствуетуменьшениюпогрешностиразмеровблагодаряпреимущественномутравлениюперпендикулярно поверхности (Рис.27 а).Травлениеэлектрическинейтральнымичастицами, не имеющими преимущественногонаправления движения, вызывает появлениепогрешности размеров обработки за счетизотропного травления как перпендикулярноповерхности, т.е.

в глубь материала, так ипараллельно ей, т.е. под маску (Рис.27 б).При ионном травлении погрешность размеров обработки может появиться при неправильновыбранной толщине маски. Если толщина маски намного больше толщины вытравливаемого слоя, тораспыляемые атомы осаждаются на боковые стенки маски и изменяют ее размеры (длину, ширину илидиаметр окна). При этом соответствующие размеры обрабатываемого слоя уменьшаются. Если толщинамаски меньше или равна толщине обрабатываемого слоя, то материал маски может стравиться быстрее,чем материал слоя и его размеры могут стать больше требуемых.К материалам маски при ионном травлении предъявляются следующие требования: высокаяразрешающая способность; термостойкость; минимальная скорость травления по отношению к скороститравления слоя.14.

Принципиальная схема процесса ионной имплантации, назначение и областиприменения.Ионно-лучевая обработка применяется для формирования микрорельефа, очистки,полировки и активации поверхностей, нанесения тонких пленок в вакууме.Уникальная возможность ионной имплантации состоит в легировании материаловатомами, которые могут получать достаточно высокую энергию от ускоренных ионов иперемещаться на несколько нанометров, что позволяет создавать сверхтонкиелегированные слои.Ионная имплантация в металлы и диэлектрики позволяет в широких пределах изменять ихсвойства.

Удается, например, сплавлять металлы, не смешиваемые в жидком состоянииИонная имплантация в металлы применяется для изменения их поверхностных свойств:увеличения твердости, износостойкости, коррозионной и радиационной стойкости,увеличения сопротивления усталостному разрушению, уменьшения коэффициента трения,управления химическими, оптическими и другими свойствами. Ионная имплантацияпозволяет упрочнять поверхностные слои металлов и сплавов путем перевода их ваморфное состояние.Масс-сепаратор применяется для отделения имплантируемых ионов от другихвеществ, присутствующих при формировании пучка в источнике ионов, т.е.

для созданиямоноизотопного пучка ионов. Принцип его действия основан на различии радиуса Rотклонения ускоренных электрическим потенциалом U ионов с разной массой m изарядом zq в магнитном поле BR=1B2mU.zq16. Назначение системы сканирования в установке ионной имплантации, принципдействия.Устройство сканирования ионного пучка направляет сфокусированный ионный луч внужное место мишени по заданной программе.В оборудовании ионной имплантации применяются три способа сканирования:механическое, электростатическое и комбинированное. При механическом сканированииионный луч не перемещается в перпендикулярных его движению направлениях, аперемещается мишень относительно луча в двух взаимно перпендикулярныхнаправлениях.

При электростатическом сканировании ускоренный потенциалом Uионный луч отклоняется от направления своего движения потенциалом Ur отклоняющихэлектродов длиной l и расстоянием между ними d на угол ΘСистема сканирования должна обеспечивать однородность легирования поверхности,поэтому необходимо учитывать наклон мишени к направлению движения ионного пучка,неравномерность скорости сканирования луча при различных углах Θ, диаметр илистороны сечения ионного пучка, неравномерность плотности ионного тока по сечениюпучка17.

Типы приемных камер в установках ионной имплантации для индивидуальной игрупповой обработки, с механическим, электростатическим и комбинированнымсканированием.18. На каких физических принципах основана эмиссия электронов извещества, типы катодов?Термоэлектронная эмиссия - возникает в результате нагрева тела.Автоэлектронная эмиссия — это испускание электронов проводящимитвердыми и жидкими телами под действием внешнего электрического поля безпредварительного возбуждения этих электронов.