Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 93 стр.

UptoLike

93
поверхность (см. соотношение (1.102)). Такая система допускает воз-
можность независимой регулировки плотности потока ионов (при
варьировании мощности питающего генератора) и их энергии при
взаимодействии с поверхностью (при варьировании величины отри-
цательного смещения на подложкодержателе).
2.4. Плазма электрон-циклотронного резонанса
(ЭЦР плазма)
Как следует из соотношения (2.43) при уменьшении давления
плазмообразующего газа эффективность отбора энергии от поля на-
чинает падать, так как уменьшается частота столкновений электронов
с «тяжелыми» частицами. Поэтому для поддержания плазмы в облас-
ти низких давлений необходимо увеличивать амплитуду напряженно-
сти электрического поля, что создает дополнительные сложности. В
то же время в технологии плазмохимического травления в микроэлек-
тронике использование низких давлений является предпочтительным
для увеличения чистоты процесса и достижения ряда технологиче-
ских показателей (селективность, анизотропия, равномерность трав-
ления), способствующих повышению плотности упаковки элементов.
Каковы же пути решения проблемы?
Как уже отмечалось, при движении электрона в переменном по-
ле в условиях
ω
ν
<<
m
(т. е. при отсутствии столкновений) электрон
не отбирает энергию от поля. Работа, совершаемая полем в положи-
тельный полупериод, в точности равна работе в отрицательный полу-
период, при этом максимальное смещение (путь) электрона в первый
полупериод равно смещению во втором, но в обратном направлении.
Если же создать условия, когда в один из полупериодов электрон бу-
дет проходить путь больший, чем в другой, то от периода к периоду
энергия электрона будет возрастать. Один из вариантов это нало-
жить магнитное поле перпендикулярно электрическому. Тогда на
электрон будет действовать сила Лоренца ][ BVeF
l
r
r
×= , направление
которой перпендикулярно вектору скорости электрона
V
r
и индукции
магнитного поля
B
r
. Электрон начнет двигаться не только в направле-
нии, задаваемом электрическим полем
E
r
, но и в перпендикулярном
ему. Траектория движения электрона в таких условиях зависит от со-
отношения между частотой электрического поля
ω
и циклотронной
(ларморовской) частотой, которая определяется как
ec
meB
ω
. На
рис. 2.4.1 приведены траектории движения электрона, первоначально
поверхность (см. соотношение (1.102)). Такая система допускает воз-
можность независимой регулировки плотности потока ионов (при
варьировании мощности питающего генератора) и их энергии при
взаимодействии с поверхностью (при варьировании величины отри-
цательного смещения на подложкодержателе).

       2.4. Плазма электрон-циклотронного резонанса
                       (ЭЦР – плазма)

      Как следует из соотношения (2.43) при уменьшении давления
плазмообразующего газа эффективность отбора энергии от поля на-
чинает падать, так как уменьшается частота столкновений электронов
с «тяжелыми» частицами. Поэтому для поддержания плазмы в облас-
ти низких давлений необходимо увеличивать амплитуду напряженно-
сти электрического поля, что создает дополнительные сложности. В
то же время в технологии плазмохимического травления в микроэлек-
тронике использование низких давлений является предпочтительным
для увеличения чистоты процесса и достижения ряда технологиче-
ских показателей (селективность, анизотропия, равномерность трав-
ления), способствующих повышению плотности упаковки элементов.
Каковы же пути решения проблемы?
      Как уже отмечалось, при движении электрона в переменном по-
ле в условиях ν m << ω (т. е. при отсутствии столкновений) электрон
не отбирает энергию от поля. Работа, совершаемая полем в положи-
тельный полупериод, в точности равна работе в отрицательный полу-
период, при этом максимальное смещение (путь) электрона в первый
полупериод равно смещению во втором, но в обратном направлении.
Если же создать условия, когда в один из полупериодов электрон бу-
дет проходить путь больший, чем в другой, то от периода к периоду
энергия электрона будет возрастать. Один из вариантов – это нало-
жить магнитное поле перпендикулярно электрическому.
                                                  r r       Тогда на
электрон будет действовать сила Лоренца Fl = −e[V × B] , направление
                                                       r
которой перпендикулярно
                  r        вектору скорости электрона V   и индукции
магнитного поля B . Электрон начнет двигаться
                                        r      не только в направле-
нии, задаваемом электрическим полем E , но и в перпендикулярном
ему. Траектория движения электрона в таких условиях зависит от со-
отношения между частотой электрического поля ω и циклотронной
(ларморовской) частотой, которая определяется как ωc = eB me . На
рис. 2.4.1 приведены траектории движения электрона, первоначально


                                93