Plasma-etsers uitgelegd:het maken van nauwkeurige halfgeleiderpaden

Een plasma-etser is een apparaat dat plasma gebruikt om de circuitpaden te creëren die nodig zijn voor geïntegreerde halfgeleidercircuits. De plasma-etser doet dit door een nauwkeurig gerichte plasmastraal op een siliciumwafel uit te zenden. Wanneer het plasma en de wafel met elkaar in contact komen, vindt er een chemische reactie plaats aan het oppervlak van de wafel. Bij deze reactie wordt siliciumdioxide op de wafer afgezet, waardoor elektrische paden ontstaan, of wordt het reeds aanwezige siliciumdioxide verwijderd, waardoor alleen de elektrische paden overblijven.

Het plasma dat een plasma-etser gebruikt, wordt gecreëerd door een gas dat zuurstof of fluor bevat, oververhitten, afhankelijk van of het siliciumdioxide moet verwijderen of afzetten. Dit wordt bereikt door eerst een vacuüm in de etser tot stand te brengen en een hoogfrequent elektromagnetisch veld op te wekken. Wanneer het gas door de etser gaat, exciteert het elektromagnetische veld de atomen in het gas, waardoor het oververhit raakt.

Naarmate het gas oververhit raakt, valt het uiteen in de atomen van de basiscomponenten. De extreme hitte zal ook de buitenste elektronen van sommige atomen wegstrippen, waardoor ze in ionen veranderen. Tegen de tijd dat het gas het mondstuk van de plasma-etser verlaat en de wafer bereikt, bestaat het niet langer als gas, maar is het een zeer dunne, oververhitte straal van ionen geworden die plasma wordt genoemd.

Als een gas dat zuurstof bevat wordt gebruikt om het plasma te creëren, zal dit reageren met het silicium op de wafer, waardoor siliciumdioxide ontstaat, een elektrisch geleidend materiaal. Terwijl de plasmastraal op een nauwkeurig gecontroleerde manier over het oppervlak van de wafel beweegt, wordt er een laag siliciumdioxide op het oppervlak opgebouwd die lijkt op een zeer dunne film. Wanneer het etsproces voltooid is, zal de siliciumwafel een precieze reeks siliciumdioxidesporen eroverheen hebben. Deze sporen zullen dienen als geleidende paden tussen de componenten van een geïntegreerd circuit.

Plasma-etsers kunnen ook materiaal van wafers verwijderen. Bij het maken van geïntegreerde schakelingen zijn er gevallen waarin een bepaald apparaat meer oppervlak van de wafer nodig heeft om uit siliciumdioxide te bestaan ​​dan niet. In dit geval is het sneller en voordeliger om een wafer die al met het materiaal is bedekt in de plasma-etser te plaatsen en het onnodige siliciumdioxide te verwijderen.

Om dit te doen, gebruikt de etser een op fluor gebaseerd gas om zijn plasma te creëren. Wanneer het fluorplasma in contact komt met het siliciumdioxide dat de wafer bedekt, wordt het siliciumdioxide vernietigd in een chemische reactie. Zodra de etser zijn werk heeft voltooid, blijven alleen de siliciumdioxideroutes over die de geïntegreerde schakeling nodig heeft.

About Mechanics streeft ernaar nauwkeurige en betrouwbare informatie te verstrekken. We selecteren zorgvuldig gerenommeerde bronnen en hanteren een rigoureus proces van factchecking om aan de hoogste normen te voldoen. Lees ons redactionele proces voor meer informatie over onze toewijding aan nauwkeurigheid.