氩-氮混合气电感耦合等离子体在元素和同位素分析中的应用进展

在传统Ar等离子体中引入其他活性气体(如氮气等)已经成为拓展其分析性能的一种重要手段。本文较系统的阐述了Ar-N2混合气体电感耦合等离子体的基本物理化学性质,从N2气引入引起传统Ar-ICP基本物理化学参数变化的层面出发探讨了Ar-N2混合气等离子体特殊性质产生的机制,回顾了Ar-N2混合气电感耦合等离子体在质谱分析中近40年的应用成果,并且展望了该技术在未来元素和同位素分析领域的应用前景。

射频感应耦合Ar-N2等离子体物理特性的Langmuir探针测量及理论研究

分别通过Langmuir探针测量和动力学模型模拟方法研究了射频感应耦合Ar-N2等离子体中电子能量分布、电子温度、电子密度等物理量随N2含量的变化规律.实验研究结果表明:电子能量分布呈现出非Maxwell型分布,并由双温分布向三温分布过渡;电子温度在不同的气压下随N2含量的增加呈现出不同的变化规律.在放电气压小于1.3Pa时,电子温度随N2含量的增加而下降;当气压大于1.3Pa时,电子温度随N2含量的增加先迅速上升而后缓慢下降.在不同的放电气压下,电子密度随N2含量的增加迅速下降.数值模拟结果与Langmuir探针测量结果趋势一致.

用于GaN基HEMT栅极金属TiN的ICP刻蚀工艺

GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频(RF)通信及新能源汽车领域有着巨大的应用潜力。TiN材料因其良好的热稳定性、化学稳定性及工艺兼容性,可用作GaN基HEMT的栅极材料。采用ULVAC公司生产的NE-550型电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对TiN材料进行了干法刻蚀工艺的研究。采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl_(2)和BCl_(3)混合气体作为工艺气体,通过调整工艺参数,研究了ICP源功率、射频(RF)偏压功率、腔体压力、气体体积流量以及载台温度对TiN刻蚀速率和侧壁角度的影响。最后通过优化工艺参数,得到了TiN刻蚀速率为333 nm/min,底部平整且侧壁角度为81°的栅极结构。