Читать отчет по материаловедению: "Жидкостное химическое травление" Страница 3

(Назад) (Cкачать работу)

Диэлектрики

SiO2,Si3N4,резист, полиимид

Преодоление короткодействующих сил в амфорном твердом теле сопровождается ростом энтропии. Небольшие дефекты, такие, как напряжение, деформация, примесные уровни, также оказывают влияние на скорость травления. В кристаллическом кремнии скорость травления плоскостей с малыми индексами Миллера определяется числом свободных связей и кристаллографической ориентацией (табл. 2). Таблица 2. Влияние ориентации на травление кремния.

Переход металла или кремния в растворимое состояние включает в себя ионизацию металла (определяемую потенциалом ионизации) и перенос электрона к соответствующему восстановителю с высоким сродством к электронуМ(тв.) Мn+(ж.)+ne.(4)Реакция эта трехстадийная:М(тв.) М(газ) сублимация,(5)М(газ) Мn+(газ)+ne ионизация,(6)Мn+(газ)+Н2О Мn+(ж.) гидратация.(7)Изменение энтальпии при сублимации и ионизации положительно (эндотермические реакции), но гидратация экзотермична (отрицательное Н). При газофазном травлении для распыления металла путем его сублимации кинетическая энергия частиц травителя (энергия травления) должна передаваться металлу из газовой фазы. При погружении металлического образца в раствор, содержащий его собственные ионы (уравнение 4), ионы металла переходят в раствор (рис. 5), и образец приобретает отрицательный заряд. Метал образует, таким образом, свой собственный анод. и ионы Мn+ притягиваются к нему, формируя двойной электрический слой (слой Гельмгольца). разность потенциалов в нем называетсяРис. 5. Двойной слой Гельмгольца на границе металла в равновесии с ионами металла в жидкой фазе (М+) и анионами (Х-).абсолютным электродным потенциалом. Стандартные окислительные и восстано-вительные потенциалы можно найти в литературе по электрохимии. На катоде происходит уравновешиваю-щее окисление, и катодную реакцию в растворе можно записать следующим образом: ne+ Xn- Xn.(8)итоговое приращение свобод-ной энергии, F, составляет F=-nФЕ,(9)где Е есть разность анодного и катодного потенциалов, аФ-число Фарадея. Величина изменения свободной энергии зависит от: 1) чистоты металла, его кристаллической структуры, наличия напряжений, метода осаждения и состава примесей; 2) активности ионов металла в растворе; 3) ионной силы электролита; 4) температуры; 5) состава растворителя.При травлении диэлектриков переноса электронов не происходит, и реакции в этом случае имеют кислотно-основный характер:SiO2+6HF H2SiF6+2H2O,(10)SiO2+CF4(газ) SiF4+CO2.(11)SiO-связь заменяется связью SiF. Поскольку энергии связей SiO и SiF близки, знак изменения энтропии определяет, пройдет реакция или нет. Общие принципы кинетики травления.Гетерогенные твердофазные реакции затрагивают различные разделы химии, механики и физики. Типичный процесс включает в себя следующую последовательность реакций: 1) перенос реагента; 2) адсорбция реагента Нads; 3) реакция на поверхности F; 4) десорбция продуктов Нvap; 5) перенос продуктов.Самый медленный этап определяет скорость реакции. В реакциях низшего порядкаСкорость=k

Похожие работы