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第一章绪论1

目 录1

第二章气体放电中的物理过程5

§2.1气体放电概述5

2.1.1气体放电的基本形式5

2.1.2气体放电的物理过程6

§2.2激发和电离7

2.2.1 原子和分子的能态7

2.2.3电离8

2.2.4亚稳态8

2.2.2激发8

§ 2.3气体中的碰撞过程9

2.3.1弹性碰撞和非弹性碰撞10

2.3.2 平均自由行程和碰撞截面11

2.3.3激发几率和电离几率13

§2.4气体的电离14

2.4.1电子碰撞电离14

2.4.2离子、原子碰撞电离16

2.4.3逐级碰撞电离17

2.4.4光电离和热电离18

2.4.5负离子的形成和电荷转移19

2.4.6去激发和复合20

2.5.1 固体表面能级和逸出功22

§2.5 表面发射22

2.5.2电子和离子轰击的电子发射23

2.5.3光电子发射25

2.5.4场致发射和热发射25

§2.6带电粒子的迁移和扩散27

2.6.1迁移运动和迁移率27

2.6.2扩散运动和扩散系数29

§2.7 电子雪崩和放电自持过程30

2.7.1 汤生放电理论30

2.7.2碰撞电离系数33

2.7.3帕邢定律34

参考文献36

第三章辉光放电和低温等离子体37

§3.1 等离子体的基本特性37

3.1.1概述37

3.1.2等离子体的温度37

3.1.3等离子体的屏蔽效应39

3.1.4浮置极板上鞘层的形成41

3.1.5 Bohm鞘层判据42

3.1.6双极性扩散45

3.1.7等离子体振荡46

§3.2直流辉光放电48

3.2.1放电区的结构和分布48

2.2.2阴极鞘层中的过程和特性50

3.2.3阳极鞘层特征55

3.2.4辉光过程56

§3.3射频辉光放电59

3.3.1 高频放电的一般现象59

3.3.2采用射频电压的必要性60

3.3.3射频电极的自偏压61

3.3.4射频放电的效率63

3.3.5射频放电的鞘层64

参考文献66

第四章低温等离子体特性的诊断68

§4.1 静电探针及其应用68

4.1.1 单探针特性和等离子体参数69

4.1.2双探针72

4.1.3探针在等离子体工艺研究中的应用74

4.1.4探针的结构79

4.1.5测量电路79

4.1.6测量中的基本问题80

§4.2发射光谱在等离子体工艺中的应用81

4.2.1 光谱测量81

4.2.2等离子体的光谱诊断82

4.2.3发射光谱在等离子体工艺研究中的应用84

§4.3 质谱在等离子体工艺中的应用92

4.3.1质谱测量装置92

4.3.2质谱分析94

4.3.3质谱在等离子体刻蚀工艺研究中的应用96

4.3.4终点检测97

4.3.5质谱和发射光谱的比较98

4.3.6质谱分析的其他应用98

§4.4 低温等离子体的其他分析诊断方法99

4.4.1红外吸收光谱99

4.4.2次级离子质谱（S1MS）100

4.4.3电子顺磁共振（EPR）谱101

4.4.4激光诱导荧光（LIF）谱101

参考文献102

§5.1溅射的特性和机理104

5.1.1溅射特性104

第五章溅射技术的机理和应用104

5.1.2溅射机理111

§5.2溅射淀积113

5.2.1淀积过程113

5.2.2影响淀积速率的因素114

5.2.3溅射淀积工艺对设备的基本要求117

§5.3 薄膜生长机理及影响薄膜生长和特性的因素118

5.3.1薄膜形成过程118

5.3.2影响溅射薄膜生长和特性的因素119

§5.4各种溅射淀积方法121

5.4.1 偏压溅射和非对称射频溅射122

5.4.2反应溅射123

5.4.3三极（四极）直流溅射124

5.4.4用磁场增强离化和磁控溅射125

5.4.5射频溅射128

5.4.6离子束溅射130

参考文献131

第六章溅射镀膜装置及其设计原理133

§6.1 直流二极溅射装置133

§6.2 射频溅射淀积与射频放电等效电路134

§6.3溅射用射频源的设计考虑135

6.3.1 自激振荡器原理135

6.3.2振荡回路136

§6.4阻抗匹配网络138

6.4.2射频匹配网络139

6.4.1负载的匹配139

§6.5 实用溅射装置的电路及结构143

6.5.1 几种射频溅射台的实用电路143

6.5.2实用溅射装置的结构146

§6.6偏压溅射147

§6.7等离子体溅射装置147

§6.8平面磁控溅射148

§6.9柱面磁控溅射155

参考文献157

7.1.1历史背景158

7.1.2干法刻蚀类型和特点158

§7.1干法刻蚀概述158

第七章等离子体刻蚀和反应离子刻蚀158

§7.2干法刻蚀机理162

7.2.1等离子体刻蚀中的化学过程162

7.2.2离子轰击溅射刻蚀163

7.2.3反应离子刻蚀163

§7.3刻蚀的基本要求165

7.3.1定向刻蚀166

7.3.2选择比169

7.3.3表面损伤和玷污171

§7.4刻蚀装置和工艺条件173

7.4.1刻蚀装置173

7.4.2刻蚀工艺180

§7.5 刻蚀在不同材料上的应用186

参考文献192

第八章反应离子刻蚀系统及其设计原理194

§8.1 概述194

§8.2 反应室196

§8.3真空锁和自动送片机构198

§8.4气路系统199

§8.5真空抽气系统203

§8.6 射频电源207

§8.7等离子体刻蚀装置的自动控制系统209

参考文献212

§9.1 引言214

§9.2 PCVD系统中的等离子体性质214

第九章等离子体化学气相淀积（PCVD）214

§9.3 PCVD法淀积薄膜的设备与工艺218

9.3.1 设备218

9.3.2淀积薄膜的工艺221

9.3.3工艺参数对淀积速率和薄膜质量的影响223

§9.4淀积薄膜的性质232

9.4.1氮化硅膜的性质233

9.4.2二氧化硅膜的性质234

9.4.3非晶硅膜的性质235

§9.5 PCVD技术的应用236

参考文献240

§10.1 有机抗蚀剂的辐照特性242

第十章等离子体显影242

§10.2 显影过程中微细图形的轮廓变化和模拟245

§10.3 有机抗蚀剂的耐干刻性和干法显影用的有机抗蚀剂249

§10.4等离子体显影和全干式微电子技术255

10.4.1用有机抗蚀剂的等离子体显影255

10.4.2用无机抗蚀剂的等离子体显影256

10.4.3 自显影和热显影257

参考文献260

第十一章等离子体阳极化262

§11.1 等离子体阳极化技术262

11.1.1直流辉光放电阳极化262

11.1.2直流弧光放电阳极化265

11.1.3射频辉光放电阳极化266

11.1.4多极磁封等离子体阳极化267

11.1.5微波放电阳极化技术268

§11.2 等离子体阳极化的机理和动力学问题269

§11.3金属和半导体材料等离子体阳极化研究的概况274

11.3.1铝274

11.3.2钽和铌275

11.3.3铅276

11.3.4硅277

11.3.5砷化镓280

11.3.6磷化铟和锑化铟282

11.3.7镓铝砷和其他合金半导体283

参考文献284

第十二章等离子体聚合286

§12.1 等离子体聚合技术286

§12.2 等离子体聚合机理和动力学问题290

§12.3等离子体聚合膜的结构和性质294

§12.4等离子体聚合技术的应用298

12.4.1光刻胶的等离子体聚合298

12.4.2有机电介质薄膜的等离子体聚合300

12.4.3水溶性晶体的防潮保护膜303

12.4.4金属材料的防腐蚀保护层304

12.4.5金属-有机化合物的等离子体共聚合305

§12.5等离子体诱发聚合306

参考文献309