等离子
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等离子的符号
等离子是一种物质状态,而不是一种元素或化合物。
因此,等离子没有特定的符号。
等离子态是物质的第四种状态,位于固态、液态和气态之后。
在等离子态中,原子或分子的电子被剥夺,形成一个包含正负离子的带电粒子气体。
等离子体是由带电粒子组成的,这些粒子包括电子、离子、自由基和光子等。
在等离子体中,这些带电粒子之间的相互作用可以产生多种物理和化学现象,例如电流、磁场、热能、光能和化学反应等。
在等离子体中,带电粒子的浓度很高,因此它们之间的相互作用非常强烈。
这种强烈的相互作用使得等离子体表现出一些独特的性质,例如高导电性、高导热性和高辐射性等。
等离子体在许多领域中都有应用,例如在工业生产中用于切割、焊接和喷涂等工艺;在空间科学中用于太阳和其他恒星的研究;在环保领域中用于处理废气和废水等。
因此,由于等离子体是一种状态而不是一种物质,它没有特定的符号。
等离子的符号取决于它所组成的物质。
例如,如果等离子体是由氢气组成的,那么它的符号就是H;如果是由氦气组成的,那么它的符号就是He。
总之,等离子体的符号取决于它所组成的物质。
由于等离子体是一种状态而不是一种物质,因此没有特定的符号。
在科学研究和实际应用中,我们需要根据具体情况来确定等离子体的符号。
等离子总结等离子(plasma)是物质的一种状态,介于气体和固体之间。
在等离子体中,电子从原子中被解离,形成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子。
等离子体是自然界中存在的一种物质状态,也是实验室中常见的一种状态。
等离子体在宇宙中广泛存在,如太阳和其他星球的外大气层、闪电和等离子体体积(plasma sphere)等。
在地球上,等离子体在人工光源中,如气体放电管和等离子体显示器中得到应用。
等离子体的特性等离子体的特性如下:1.电中性:等离子体内正电荷和负电荷的数量相等,因此整体呈电中性。
虽然等离子体内部存在电子、离子和中性原子,但正负电荷之间具有良好的平衡,不会引起局部电荷积累。
2.高度可导电性:等离子体中存在大量自由电子,它们可以自由移动,并使等离子体具有良好的导电性。
这使得等离子体在电磁场中具有较好的响应性能。
3.高度可压缩性:与气体相比,等离子体的粒子之间的相互作用较强,具有较高的密度和较小的平均自由程。
因此,等离子体比气体更容易被压缩和形成较高密度的区域。
4.热力学非平衡性:等离子体通常具有高温和低密度的特点,这种高能量状态使得等离子体处于热力学非平衡状态。
这种非平衡状态使等离子体具有丰富的化学反应性和辐射特性。
等离子体的应用等离子体的特性使得它在许多领域得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域。
光源等离子体可以被用作照明的光源。
气体放电灯和等离子体显示器是利用等离子体的原理制造的。
气体放电灯中的气体被通过放电产生的等离子体激发,从而产生明亮的光。
材料处理等离子体可以用于材料的表面处理。
等离子体处理技术可以清洁、活化和改变材料表面的化学和物理性质,以适应特定的应用需求。
等离子体处理被广泛应用于材料的清洗、薄膜沉积、表面合金化等领域。
医疗应用等离子体在医疗领域有广泛应用。
等离子体切割技术可以用于手术刀,通过产生高能量等离子体来准确切割和消融组织。
等离子体消毒技术也被用于医疗设备和器械的清洁和消毒,以杀灭病原体。
等离子使用方法
等离子是一种高能离子体,具有很强的热和化学活性。
它在工业和科研领域有着广泛的应用,包括表面处理、材料改性、等离子体喷涂等方面。
本文将介绍等离子的基本原理和使用方法。
首先,等离子的产生方式有很多种,其中最常见的是射频等离子体和直流等离子体。
射频等离子体是通过高频电场作用下的离子体,而直流等离子体则是通过直流电场作用下的离子体。
在实际应用中,选择合适的等离子体产生方式是非常重要的。
其次,等离子体的处理对象也非常广泛,包括金属、陶瓷、塑料等各种材料。
在使用等离子体进行表面处理时,需要根据不同的材料性质和处理要求选择合适的等离子体参数,包括等离子体功率、气体种类和流量、处理时间等。
另外,等离子体喷涂是等离子体应用的重要领域之一。
通过将材料加热到等离子体温度,然后喷射到基材表面,形成致密的涂层。
这种方法可以大大提高材料的表面硬度和耐磨性,适用于航空航天、汽车制造等领域。
除此之外,等离子体还可以用于材料改性。
通过等离子体表面处理,可以改善材料的表面粗糙度、增强附着力、提高耐蚀性等性能。
这对于一些特殊要求的材料来说,具有非常重要的意义。
总的来说,等离子体作为一种高能离子体,在工业和科研领域有着广泛的应用前景。
通过选择合适的等离子体产生方式和参数,以及合理的处理对象和方法,可以充分发挥等离子体的优势,实现材料的表面处理、喷涂和改性等多种应用。
希望本文能够帮助大家更好地了解等离子体的使用方法,为相关领域的工作者提供一些参考和帮助。
等离子体的产生与性质等离子体,是由离子和自由电子组成的物质状态,广泛存在于宇宙中的各种天体和地球上的许多自然现象中。
它是一种高度激发的、高能量的状态,具有许多独特的性质和应用。
本文将探讨等离子体的产生与性质,为读者提供一些基础知识。
一、等离子体的产生等离子体的产生主要有三种方式:热激发、电子撞击和辐射。
1. 热激发当物质受到高温加热时,其中的原子和分子会获得足够的热能,使电子从原子中被剥离,形成自由电子和带正电的离子。
这种热激发的等离子体常见于太阳、恒星以及高温等离子体实验等。
2. 电子撞击在高能电子的撞击下,原子的电子会被击出,形成电离的原子和自由电子。
这种电子撞击的等离子体广泛存在于放电现象中,例如闪电放电、等离子体显示器等。
3. 辐射在高能辐射,如紫外线、X射线、高能粒子束等照射下,原子和分子会发生电离,产生电离的原子和离子。
这种辐射产生的等离子体常见于太阳风等。
二、等离子体的性质等离子体具有一系列独特的性质,深受科学界和工业界的关注与应用。
1. 导电性等离子体中带正电的离子和自由电子的存在使其具有良好的导电性能。
这使得等离子体成为高能物理研究中的重要工具,并广泛应用于电子器件、等离子体喷涂、核聚变等领域。
2. 准中性性质尽管等离子体中存在带正电的离子和带负电的自由电子,但总体上它的电中性仍然保持。
这种准中性的性质使得等离子体能够传递电磁波,并可应用于等离子体显示器、激光器和通信技术等领域。
3. 高温性等离子体中的电子和离子带有高能量,在自由碰撞过程中能够释放巨大的热能。
因此,等离子体往往处于高温状态,并显示出与常温材料截然不同的性质。
这使得等离子体成为核聚变、等离子体焊接等高温技术的基础。
4. 碰撞性等离子体中的电子和离子之间发生碰撞,由于它们的高速运动而产生碰撞性。
这种碰撞将能量传递给其他粒子,并在等离子体中产生电流、加热等效应。
这种碰撞性使得等离子体成为高密度等离子体实验和等离子体工程的重要研究对象。
等离子原理
等离子是一种高能态的物质,它在自然界中存在于极高温度的条件下。
等离子体是由电离的气体分子或原子组成的,其中的带电粒子包括正离子、负离子和自由电子。
等离子体的形成是通过加热气体或施加电场来提供足够的能量,以克服原子或分子的束缚力,使其失去电子并形成带电状态。
当气体分子电离后,带电粒子与自由电子之间发生碰撞,导致能量传递和转移。
这些带电粒子具有高速移动的特点,可以在外加电场的作用下形成电流。
等离子体具有独特的物理性质,如导电性、磁性和发光性。
导电性是指等离子体中的带电粒子可以在电场的驱动下流动,形成电流。
磁性是由于带电粒子的运动产生的磁场,使得等离子体对磁场产生响应。
发光性则是由于带电粒子在高能态下产生辐射,使等离子体呈现出明亮的光辉。
等离子体在实际应用中有着广泛的应用。
例如,在等离子切割中,利用等离子体高温和高能量的特性,可以快速切割各种材料。
等离子喷涂则可以通过将金属加热到等离子体状态,将金属粉末喷涂到物体表面,形成坚固的涂层。
等离子显示器则利用等离子体的发光性质,显示出鲜艳的彩色图像。
总之,等离子是一种具有独特物理性质的高能态物质,其原理是通过提供足够能量,使气体分子电离并形成带电粒子。
等离子体的形成和性质使其在多个领域有着广泛的应用。
等离子工作原理等离子是一种高能量状态的物质,它是由气体分子中的电子和离子组成的。
当气体受到高温或电磁场的影响时,电子会被激发至高能级,从而脱离原子核,形成离子和自由电子。
这种由离子和自由电子组成的状态就是等离子体。
等离子体在自然界中很常见,比如闪电、太阳和恒星的核心等都包含着等离子体。
在工业和科学领域,等离子体也被广泛应用,比如等离子切割、等离子喷涂等。
而等离子工作原理则是指等离子体是如何产生和工作的。
等离子的产生主要有两种方式,一种是通过高温,另一种是通过电场激发。
在高温条件下,气体分子的热运动会使得电子获得足够的能量,从而脱离原子核形成离子和自由电子。
而在电场激发的情况下,电子会受到电场的影响而被激发至高能级,同样形成离子和自由电子。
等离子工作的原理主要是基于等离子体的电磁性质。
由于等离子体中带正电的离子和带负电的电子数量相等,因此整体上呈中性。
但是在电场的作用下,等离子体会表现出导电性和磁性。
当等离子体受到电场的作用时,自由电子会受到电场力的影响而运动,从而形成电流。
而当等离子体受到磁场的作用时,由于电子和离子的运动方向不同,会产生洛伦兹力,从而导致等离子体呈现出磁性。
在等离子工作中,等离子体的性质和行为对于其应用具有重要影响。
由于等离子体具有高导电性和热传导性,因此在等离子切割和等离子喷涂等领域有着广泛的应用。
另外,等离子体还具有较高的能量,因此在核聚变反应中也有着重要的地位。
总的来说,等离子工作原理是基于等离子体的电磁性质,通过高温或电场激发形成的一种高能量状态的物质。
它在工业和科学领域有着广泛的应用,对于人类的生产和科研具有重要意义。
希望通过对等离子工作原理的研究,能够更好地利用等离子体的性质,推动科技的发展和进步。
等离子体的概念1. 定义等离子体是一种第四态的物质状态,介于气体和固体之间。
它主要由高度电离的气体分子和自由电子构成。
在等离子体中,几乎所有的原子或分子都失去了它们的电子外壳,形成了正电荷离子和负电荷电子的共存状态。
2. 关键概念2.1 离子化离子化是指原子或分子失去或获得电子形成离子的过程。
在等离子体中,离子化达到了极高的程度,使得绝大部分原子或分子都成为离子,同时产生了大量的自由电子。
2.2 自由电子自由电子指的是失去束缚的电子,它们不再与原子核形成稳定的轨道。
在等离子体中,由于离子化的存在,大量的自由电子可以自由移动,对电磁场具有很高的导电性和导热性。
2.3 充电与中性等离子体的正离子和负离子带有正负电荷,形成电荷体系。
由于不同电荷之间的静电相互作用,等离子体整体上表现出电中性,即总正电荷和总负电荷相等。
3. 重要性3.1 宇宙中的存在等离子体广泛存在于宇宙中的各种星体、恒星大气、星际介质等天体物质中。
例如,太阳和其他恒星的核心是由高温、高密度的等离子体构成的。
等离子体的存在和特性直接影响着宇宙的演化和宇宙物理学的研究。
3.2 产生和控制核聚变等离子体是进行核聚变的理想介质。
核聚变是实现清洁能源的一种途径,通过控制等离子体的温度和密度,可以实现核聚变反应的发生和稳定运行。
研究等离子体物理学对于实现可控核聚变具有重要意义。
3.3 等离子体技术的应用等离子体技术已经在多个领域得到应用:3.3.1 等离子体显示技术等离子体显示技术是利用等离子体放电产生的低温等离子体来实现显示和照明。
等离子体显示器具有高亮度、大角度视角、快速响应等优点,在平板电视和显示屏技术中得到广泛应用。
3.3.2 等离子体刻蚀技术等离子体刻蚀技术是利用等离子体放电的高能量粒子来腐蚀和刻蚀物体表面,实现微细加工和纳米制造。
这种技术在集成电路制造、光学薄膜制备、微纳米器件制造等领域具有重要应用。
3.3.3 等离子体医学应用等离子体在医学领域有多种应用,例如等离子体刀手术、等离子体注射、等离子体共振消融等。
等离子的形态
等离子(Plasma)是物质的一种存在状态,也被称为物质的第四态,因为它既不同于固态、液态和气态这三种常见的物质状态。
等离子体的形态非常特殊,它是由大量的带电粒子(如电子和离子)组成的,这些粒子在空间中自由运动,形成了一种高度电离的气体。
等离子的形态多变,可以根据其所处的环境和条件呈现不同的外观和特性。
在宇宙中,等离子体广泛存在于恒星、行星和其他天体中,它们以炽热、发光的气态形式存在,形成了壮丽的星空景象。
在地球上,等离子体也可以通过人工方式产生,例如在实验室中的放电管或聚变反应堆中。
等离子的形态还与其温度和密度密切相关。
在高温和高密度的条件下,等离子体可以形成一团炽热的火焰或光芒四射的气球。
而在低温和低密度的条件下,等离子体可能呈现出稀薄、透明的状态,类似于普通的气体。
除了温度和密度外,等离子的形态还受到电磁场的影响。
在电磁场的作用下,等离子体中的带电粒子会发生运动和相互作用,形成复杂的结构和动态行为。
这些结构和行为不仅影响着等离子体的性质和功能,也为我们提供了研究和应用等离子体的基础。
总的来说,等离子体的形态是多样且复杂的,它可以呈现出不同的外观和特性,受到多种因素的影响。
对于等离子体的研究不仅有助于我们深入理解物质的本质和宇宙的演化,也为等离子体技术的应用提供了广阔的前景。
等离子的原理及形成等离子是一种高能量状态的物质,它是由正离子和自由电子组成的。
在自然界中,等离子体广泛存在于恒星、闪电、太阳风等高温高能环境中。
在地球上,等离子体也可以在实验室中通过高温等方式产生。
等离子体的研究对于理解宇宙中的许多现象以及应用于核聚变、等离子体物理、激光技术等方面具有重要意义。
等离子的形成主要是由于高能量的电磁辐射或者高温等条件下,原子或分子失去或获得电子而形成的。
在高温条件下,原子或分子的电子会被激发到高能级,甚至被完全剥离而形成自由电子和正离子。
这些自由的电子和正离子互相碰撞,产生电磁辐射,这就是等离子体的形成过程。
等离子体的原理是基于电磁力和库仑力的相互作用。
在等离子体中,自由电子和正离子之间会发生库仑相互作用,它们之间的碰撞和相互作用会产生电磁波、热量和光等现象。
这种相互作用是等离子体具有高能量状态的重要原因。
在太阳中,等离子体的形成是由于太阳内部高温高压条件下,氢原子核融合产生了高能量的光子和带电粒子,这些带电粒子形成了太阳风,将太阳内部的等离子体释放到太空中。
这些等离子体在太阳风的作用下,不断向地球等其他行星传播,产生了太空天气和极光等现象。
在实验室中,等离子体可以通过激光、高温等方式产生。
激光等离子体产生是通过高能量激光束照射物质,使其电离形成等离子体。
这种等离子体在激光技术、核聚变等方面具有重要应用。
总之,等离子体的形成和原理是一个复杂而又有趣的物理现象。
通过研究等离子体,我们可以更好地理解宇宙中的许多现象,同时也可以应用于激光技术、核聚变等领域,具有重要的科学意义和应用价值。
希望本文对等离子体的原理及形成有所帮助。
等离子是什么原理
等离子体是物质的第四状态,相比于固态、液态和气态,等离子态具有带电的粒子或离子。
等离子体的产生与物质的电离过程密切相关。
当一种物质受到足够高的能量激发时,其分子或原子会失去或获得电子,形成具有正电荷或负电荷的离子,从而形成等离子体。
产生等离子体的方法有多种,其中最常见的是电离。
电离可以通过提供足够的能量(例如加热或电弧放电)使物质的原子或分子中的一个或多个电子脱离,从而形成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子。
这种带正电荷的离子和自由电子共同组成了等离子体。
等离子体中的粒子带电荷,因此受到电场力的作用。
这使得等离子体具有导电性,能够传导电流。
等离子体还具有与电磁场相互作用的性质,因此在等离子体中可以观察到等离子体的振荡和波动现象,比如等离子体球放电产生的辉光。
应用方面,等离子体在很多领域都有重要作用。
例如,在电视和荧光灯中,等离子体的电离和复合过程产生了辉光;等离子体技术被广泛应用于半导体制造中的物理蒸镀和离子刻蚀等过程;另外,等离子体还在核聚变反应中起着重要的作用。
总之,等离子体是一种具有特殊物性和电磁性质的物质状态,是通过电离过程生成的带电离子和自由电子的集合体。
等离子设备广泛应用于等离子清洗、刻蚀、等离子镀、等离子涂覆、等离子灰化和表面改性等场合。
通过其处理,能够改善材料表面的润湿能力,使多种材料能够进行涂覆、镀等操作,增强粘合力、键合力,同时去除有机污染物、油污或油脂。
一、金属表面去油及清洗
金属表面常常会有油脂、油污等有机物及氧化层,在进行溅射、油漆、粘合、键合、焊接、铜焊和PVD、CVD涂覆前,需要用等离子处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。
在这种情况下的等离子处理会产生以下效果:
1.灰化表面有机层
-表面会受到物理轰击和化学处理
-在真空和瞬时高温状态下,污染物部分蒸发
-污染物在高能量离子的冲击下被击碎并被真空泵抽出
-紫外辐射破坏污染物
因为等离子处理每秒只能穿透几个纳米的厚度,所以污染层不能太厚。
指纹也适用。
2.氧化物去除
金属氧化物会与处理气体发生化学反应
这种处理要采用氢气或者氢气与氩气的混合气体。
有时也采用两步处理工艺。
第一步先用氧气氧化表面,第二步用氢气和氩气的混合气体去除氧化层。
也可以同时用几种气体进行处理。
3.焊接
通常,印刷线路板(PCB)在焊接前要用化学助焊剂处理。
在焊接完成后这些化学物质必须采用等离子方法去除,否则会带来腐蚀等问题。
4.键合
好的键合常常被电镀、粘合、焊接操作时的残留物削弱,这些残留物能够通过等离子方法有选择地去除。
同时氧化层对键合的质量也是有害的,也需要进行等离子清洗。
二、等离子刻蚀
在等离子刻蚀过程中,通过处理气体的作用,被刻蚀物会变成气相(例如在使用氟气对硅刻蚀时,下图)。
处理气体和基体物质被真空泵抽出,表面连续被新鲜的处理气体覆盖。
不希望被刻蚀部分要使用材料覆盖起来(例如半导体行业用铬做覆盖材料)。
等离子方法也用于刻蚀塑料表面,通过氧气可以灰化填充混合物,同时得到分布分析情况。
刻蚀方法在塑料印刷和粘合时作为预处理手段是十分重要的,如POM 、PPS和PTFE。
等离子处理可以大大地增加粘合润湿面积提高粘合强度。
三、刻蚀和灰化
聚四氟(PTFE)刻蚀
聚四氟(PTFE)在未做处理的情况下不能印刷或粘合。
众所周知,使用活跃的钠碱性金属可以增强粘合能力,但是这种方法不容易掌握,同时溶液是有毒的。
使用等离子方法不仅仅保护环境,还能达到更好效果。
等离子结构可以使表面最大化,同时在表面形成一个活性层,这样塑料就能够进行粘合、印刷操作。
聚四氟(PTFE)混合物的刻蚀
PTFE混合物的刻蚀必须十分仔细地进行,以免填充物被过度暴露,从而削弱粘合力。
处理气体可以是氧气、氢气和氩气。
可以应用于PE、PTFE、TPE、POM、ABS和PP等。
四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清洗
塑料、玻璃、陶瓷与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟(PTFE)等等一样是没有极性的,因此这些材料在印刷、粘合、涂覆前要进行处理。
同时,玻璃和陶瓷表面的轻微金属污染也可以用等离子方法清洗。
等离子处理与灼烧处理相比不会损害样品。
同时还可以十分均匀地处理整个表面,不会产生有毒烟气,中空和带缝隙的样品也可以处理。
·不需要用化学溶剂进行预处理
·所有的塑料都能应用
·具有环保意义
·占用很小工作空间
·成本低廉
等离子表面处理的效果可以简单地用滴水来验证,处理过的样品表面完全被水润湿。
长时间的等离子处理(大于15分钟),材料表面不但被活化还会被刻蚀,刻蚀表面具有极小的表面接触角和最大润湿能力。
五、等离子涂镀
聚合
在涂镀中两种气体同时进入反应舱,气体在等离子环境下会聚合。
这种应用比活化和清洗的要求要严格一些。
典型的应用是保护层的形成,应用于燃料容器、防刮表面、类似聚四氟(PTFE)材质的涂镀、防水镀层等。
涂镀层非常薄,通常为几个微米,此时表面的疏水性非常好。
刻蚀技术
刻蚀技术(etching technique),是在半导体工艺,按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的
技术。
普通的刻蚀过程大致如下:先在表面涂敷一层光致抗蚀剂,然后透过掩模对抗蚀剂层进行选择性曝光,由于抗蚀剂层的已曝光部分和未曝光部分在显影液中溶解速度不同,经过显影后在衬底表面留下了抗蚀剂图形,以此为掩模就可对衬底表面进行选择性腐蚀。
如果衬底表面存在介质或金属层,则选择腐蚀以后,图形就转移到介质或金属层上。
由于曝光束不同,刻蚀技术可以分为光刻蚀(简称光刻)、X射线刻蚀、电子束刻蚀和离子束刻蚀,其中离子束刻蚀具有分辨率高和感光速度快的优点,是正在开发中的新型技术。
刻蚀工艺不仅是半导体器件和集成电路的基本制造工艺,而且还应用于薄膜电路、印刷电路和其他微细图形的加工。
刻蚀还可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。
蚀刻的机制,按发生顺序可概分为「反应物接近表面」、「表面氧化」、「表面反应」、「生成物离开表面」等过程。
所以整个蚀刻,包含反应物接近、生成物离开的扩散效应,以及化学反应两部份。
整个蚀刻的时间,等于是扩散与化学反应两部份所费时间的总和。
二者之中孰者费时较长,整个蚀刻之快慢也卡在该者,故有所谓「reaction limited」与「diffusion limited」两类蚀刻之分。
1、湿蚀刻
最普遍、也是设备成本最低的蚀刻方法。
其影响被蚀刻物之蚀刻速率(etching rate) 的因素有三:蚀刻液浓度、蚀刻液温度、及搅拌 (stirring) 之有无。
定性而言,增加蚀刻温度与加入搅拌,均能有效提高蚀刻速率;但浓度之影响则较不明确。
举例来说,以49%的HF蚀刻SiO2,当然比BOE (Buffered-Oxide- Etch;HF:NH4F =1:6) 快的多;但40%的KOH蚀刻Si 的速率却比20%KOH慢!湿蚀刻的配方选用是一项化学的专业,对于一般不是这方面的研究人员,必须向该化学专业的同侪请教。
一个选用湿蚀刻配方的重要观念是「选择性」(selectivity),意指进行蚀刻时,对被蚀物去除速度与连带对其他材质 (如蚀刻掩膜;etching mask,或承载被加工薄膜之基板;substrate ) 的腐蚀速度之比值。
一个具有高选择性的蚀刻系统,
应该只对被加工薄膜有腐蚀作用,而不伤及一旁之蚀刻掩膜或其下的基板材料。
(1)等向性蚀刻 (isotropic etching)
大部份的湿蚀刻液均是等向性,换言之,对蚀刻接触点之任何方向腐蚀速度并无明显差异。
故一旦定义好蚀刻掩膜的图案,暴露出来的区域,便是往下腐蚀的所在;只要蚀刻配方具高选择性,便应当止于所该止之深度。
然而有鉴于任何被蚀薄膜皆有其厚度,当其被蚀出某深度时,蚀刻掩膜图案边缘的部位渐与蚀刻液接触,故蚀刻液也开始对蚀刻掩膜图案边缘的底部,进行蚀掏,这就是所谓的下切或侧向侵蚀现象 (undercut)。
该现象造成的图案侧向误差与被蚀薄膜厚度同数量级,换言之,湿蚀刻技术因之而无法应用在类似「次微米」线宽的精密制程技术!
(2)非等向性蚀刻 (anisotropic etching)
先前题到之湿蚀刻「选择性」观念,是以不同材料之受蚀快慢程度来说明。
然而自1970年代起,在诸如Journal of Electro-Chemical Society 等期刊中,发表了许多有关碱性或有机溶液腐蚀单晶硅的文章,其特点是不同的硅晶面腐蚀速率相差极大,尤其是<111>方向,足足比<100>或是<110>方向的腐蚀速率小一到两个数量级!因此,腐蚀速率最慢的晶面,往往便是腐蚀后留下的特定面。
这部份将在体型微细加工时再详述。
2、干蚀刻
干蚀刻是一类较新型,但迅速为半导体工业所采用的技术。
其利用电浆(plasma) 来进行半导体薄膜材料的蚀刻加工。
其中电浆必须在真空度约10至0.001 Torr 的环境下,才有可能被激发出来;而干蚀刻采用的气体,或轰击质量颇巨,或化学活性极高,均能达成蚀刻的目的。
干蚀刻基本上包括「离子轰击」(ion-bombardment)与「化学反应」(chemical reaction) 两部份蚀刻机制。
偏「离子轰击」效应者使用氩气(argon),加工出来之边缘侧向侵蚀现象极微。
而偏「化学反应」效应者则采氟系或氯系气体(如四氟化碳CF4),经激发出来的电浆,即带有氟或氯之离子团,可快速与芯片表面材质反应。
干蚀刻法可直接利用光阻作蚀刻之阻绝遮幕,不必另行成长阻绝遮幕之半导体材料。
而其最重要的优点,能兼顾边缘侧向侵蚀现象极微与高蚀刻率两种优点,换言之,本技术中所谓「活性离子蚀刻」(reactive ion etch;RIE) 已足敷「次微米」线宽制程技术的要求,而正被大量使用中。