Selbstkonsistente Behandlung von Elektroden und Plasma in Hochdruckgasentladungslampen pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Logos

作者:Peter Flesch

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-11-15

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9783897225251

丛书系列:

图书标签:

• Hochdruckgasentladungslampen
• Elektroden
• Plasma
• Selbstkonsistente Behandlung
• Gasentladungen
• Plasmaphysik
• Lampentechnik
• Hochspannungstechnik
• Materialwissenschaften
• Oberflächenphysik

新书简介：光与物质的交织——低压等离子体在先进材料加工中的应用 副标题：从基础理论到前沿技术 作者： [此处填写虚构作者姓名，例如：王明，李芳] 出版社： [此处填写虚构出版社名称，例如：科学技术文献出版社] 出版日期： [此处填写虚构日期，例如：2024年10月] --- 内容概述 本书深入探讨了低压等离子体在现代材料科学与工程，特别是在半导体制造、表面改性以及薄膜沉积等高新技术领域中的基础原理、关键技术及其前沿应用。全书旨在为物理学、材料科学、电子工程及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面、系统且具有高度实践指导意义的参考读物。 我们明确聚焦于等离子体的非热力学平衡特性，即电子温度远高于气体温度的状态，这是低压等离子体区别于高压放电（如弧光放电或日光灯）的核心特征，也是其作为“冷加工”工具的关键所在。本书避免了对高压或热等离子体（如电弧或燃烧等离子体）的深入论述，而是将焦点精准地锁定在那些依赖于高活性粒子（如自由基、离子和激发态中性粒子）进行精确控制的工艺流程上。 全书共分为六大部分，内容逻辑层层递进，从微观的粒子动力学到宏观的反应器设计，再到实际的工业应用案例，力求构建一个完整的知识体系。 第一部分：低压等离子体基础理论 (Foundational Principles of Low-Pressure Plasmas) 本部分构建了理解低压等离子体行为的理论框架。 1.1 等离子体物理学的基本概念： 详细阐述了等离子体的定义、四种基本聚集态的区分，以及德拜屏蔽在低压环境下的重要性。着重分析了在低压（通常低于10托）条件下，粒子密度、碰撞频率与等离子体鞘层（Sheath）结构之间的耦合关系。 1.2 气体放电的机制： 深入分析了辉光放电（Glow Discharge）的起源、维持机制以及不同气流模式（如直流、射频、微波）对放电形态的影响。本章详细解析了电子的产生、加速、碰撞电离过程，以及如何通过外部电源参数（频率、功率密度）精确调控等离子体内部的电子能量分布函数（EEDF）。强调了在低压下，电子-中性粒子碰撞在能量传输中的主导地位。 1.3 鞘层动力学与离子能量控制： 低压等离子体工艺的关键在于离子如何撞击基底。本章详细探讨了等离子体与容器壁之间形成的等离子体鞘层的结构、电势分布，以及离子平均能量的确定。重点介绍如何通过射频（RF）偏压技术，实现对轰击离子能量和角度的独立、精确控制，这是实现各向异性刻蚀（Anisotropic Etching）的物理基础。 第二部分：等离子体诊断与表征技术 (Plasma Diagnostics and Characterization Techniques) 精确的诊断是实现工艺可控性的前提。本部分聚焦于非侵入性和微观尺度的诊断方法。 2.1 气体组分与反应活性分析： 介绍如何利用质谱（Mass Spectrometry, MS）和拉曼光谱（Raman Spectroscopy）来识别反应腔内生成和消耗的化学物种，特别是自由基的种类和浓度。分析光学发射光谱（OES）在实时监测等离子体激发态粒子和温度方面的应用。 2.2 电子参数测量： 详述朗缪尔探针（Langmuir Probe）技术在测量电子密度、电子温度和等离子体电势中的应用与局限性。同时，介绍利用微波干涉法对电子密度进行非侵入式测量的方法。 2.3 表面粒子通量评估： 探讨如何通过测量特定粒子（如离子）在基底表面的通量和能量分布，来建立等离子体参数与实际表面改性效果之间的联系。 第三部分：低压等离子体在刻蚀工艺中的应用 (Applications in Plasma Etching Processes) 本部分是本书的核心应用章节，集中讨论基于反应性离子刻蚀（RIE）的微纳加工技术。 3.1 反应性离子刻蚀（RIE）的物理化学耦合： 深入解析刻蚀的“物理轰击”和“化学反应”协同作用的机制。详细讨论了如何利用氟系（如 $ ext{CF}_4$, $ ext{C}_2 ext{F}_6$）或氯系（如 $ ext{Cl}_2$, $ ext{BCl}_3$）等离子体，实现对硅、金属和介电材料的高选择性、高深宽比刻蚀。 3.2 侧壁钝化与各向异性控制： 重点分析聚合物侧壁钝化（Polymer Sidewall Passivation）在维持垂直刻蚀轮廓中的关键作用。讨论了如何通过调节反应气体组分（如引入 $ ext{C}_4 ext{F}_8$ 气体）和RF偏压，平衡刻蚀速率与侧壁保护层的生长速率，从而实现亚微米甚至纳米级的精密结构制造。 3.3 高密度等离子体源（HDP）在先进制造中的地位： 介绍了电感耦合等离子体（ICP）和电子回旋共振（ECR）等高密度源的工作原理。分析了相较于传统平行板反应器，HDPs如何通过提供更高的离子通量，实现在大面积晶圆上均匀、高深宽比刻蚀的优势。 第四部分：薄膜沉积技术：PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 本部分转向等离子体在材料生长中的应用，即PECVD技术。 4.1 PECVD的基本反应机理： 阐述等离子体如何通过激活气体分子，降低薄膜沉积的化学反应活化能。重点关注如何利用等离子体中的高活性自由基（而非热能）来驱动气相反应，从而在较低温度下实现高质量薄膜的生长。 4.2 介质层与功能薄膜的沉积： 详细介绍了非晶硅（a-Si:H）、氮化硅（$ ext{SiN}_x$）和二氧化硅（$ ext{SiO}_2$）等关键半导体材料的PECVD工艺。讨论了如何通过调整等离子体功率和气体流量比例，控制薄膜的化学计量比、应力以及氢含量，以满足特定器件需求。 4.3 纳米颗粒的控制与生长： 探讨在低压等离子体中，薄膜生长过程中可能出现纳米颗粒（Dust）的形成机制，以及如何通过工艺参数的调整来抑制或利用这些颗粒，例如在等离子体增强原子层沉积（PEALD）前驱体活化中的应用。 第五部分：表面改性和低压等离子体清洗 (Surface Modification and Low-Pressure Plasma Cleaning) 本部分关注等离子体对材料表面性质的直接影响。 5.1 活性粒子轰击的表面改性： 讨论了如何利用等离子体中的离子和自由基，对聚合物、金属或陶瓷表面进行刻蚀、交联或官能团化处理。例如，在生物医学领域中，利用等离子体处理增强材料的亲水性或生物相容性。 5.2 低压等离子体清洗技术： 聚焦于半导体制造中对残留物（如光刻胶残余物、金属污染）的高选择性去除。分析了例如Ar/$ ext{O}_2$或$ ext{H}_2/ ext{NF}_3$等离子体在不损伤敏感器件结构的前提下，实现表面清洁的物理化学过程。 第六部分：新型低压等离子体源与未来趋势 (Emerging Plasma Sources and Future Directions) 本部分展望了低压等离子体技术在下一代制造中的潜力。 6.1 平板与高频等离子体源的进展： 介绍了介质阻挡放电（DBD）在低压下的应用拓展，以及超高频（UHF）等离子体在提高离子均匀性方面的优势。 6.2 等离子体在下一代存储器和逻辑器件中的集成： 探讨了极高深宽比刻蚀（如3D NAND结构）对等离子体源性能提出的更高要求，以及高均匀性、低损伤等离子体技术的发展方向。 --- 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每一个重要的物理或化学概念后都紧随其在实际工艺（如ICP刻蚀或PECVD）中的体现和调控方法。 聚焦“冷加工”： 严格限定在利用非平衡等离子体进行精密、低温处理的应用场景，避免了热效应的干扰分析。 详尽的图表和案例： 包含大量由实际实验数据支撑的工艺窗口图、能谱分布图以及刻蚀剖面照片，便于读者理解复杂现象。 目标读者： 本书适合从事微电子学、半导体器件制造、等离子体物理、表面工程以及相关交叉学科研究的本科高年级学生、研究生，以及在半导体、平板显示、光伏等行业工作的工程师和技术人员。

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