氟等离子体为什么具有强腐蚀性？

中科院半导体所 · 公众号 · · 2024-06-07 20:02

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文章来源： Tom聊芯片智造

原文作者：Tom

本文介绍了氟等离子体为什么具有强腐蚀性。

沉积刻蚀腔室内部容易被F自由基气体腐蚀，为什么？有哪些耐等离子体F自由基腐蚀的材料？

什么是自由基？

如图，自由基是指存在一个或多个未成对电子的原子或分子。

F自由基为什么具有腐蚀性？

由于存在未成对电子，自由基非常不稳定和高反应性。自由基可以迅速与其他分子反应，形成新的化学键。而氟的电负性极高，它能够与其他原子形成更加强烈的化学键，从而迅速腐蚀材料表面。在F等离子体环境中，腔室材料与F自由基的反应速率会非常高。

有哪些耐等离子体 F自由基腐蚀的材料？

碳化硅：是一种化学性质稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能优异的无机非金属材料。在等离子体轰击其表面时，SiC的原子损失率相对较少。

氧化钇（Y2O3）：不产生氟副产物，表面颗粒和缺陷污染减少；过渡族金属含量低，减少了杂质污染的风险；在等离子体中腐蚀速率较低等

氧化铝；

氮化硅；

单晶钇铝石榴石（Y3Al5O12，简称YAG）；

等等

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