عنوان پایان‌نامه
زدایش عمودی مواد با استفاده از پلاسمای القایی با چگالی بالا مبتنی بر فرکانس رادیوئی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2767;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70009
- تاریخ دفاع
- ۲۱ تیر ۱۳۹۴
- دانشجو
- علیرضا ضابطیان
- استاد راهنما
- سیدشمس ا لدین مهاجرزاده
- چکیده
- کاهش مداوم ابعاد در نانو الکترونیک لزوم استفاده از فرایندهای فیزیکی با قابلیت کنترل بالا به جای فرآیندهای شیمیایی را یک امر اجتناب ناپذیر نموده است. در این میان زدایش از اهمیت خاصی برخوردار است. اگرچه زدایش سیلیکان با دقت و کنترل بالا با استفاده از روش های شیمیایی تر و خشک امکان پذیر است، اما این روش ها محدود به سیلیکان بوده و قابل تعمیم به سایر مواد مانند فلزات و سرامیک ها و مواد خاص مانند ابررساناها نیستند. استفاده از زدایش یونی کاملاً فیزیکی بر مبنای پلاسما راه حلی برای ایجاد الگوهای دلخواه سه بعدی و بسیار کوچک در دامنه وسیعی از مواد می باشد. در این پایان نامه با بررسی جامع منابع یونی پرکاربرد و روش های ماشین کاری حجمی، برای اولین بار در کشور منبع یونی با کمک پلاسمای القایی سلفی پیاده سازی شده و با کمک آن ماشین کاری حجمی با اشعه یونی هدایت شده صورت پذیرفته است. منبع یونی ارائه شده در این پایان نامه به دلیل عدم استفاده از منبع تولید الکترون تنگستنی امکان انجام فرآیند در مدت طولانی تر و حتی در حضور گازهای واکنش گر مانند و را محقق می سازد. پلاسمای القایی درون کوارتز توسط توان ارسالی از طریق شبکه تطبیق تا سیم پیچ و در فرکانس ایجاد میشود. سیستم خلا بالا در فشار قرار گرفته و در هنگام انجام فرآیند فشار آن به می رسد. الکترودهای شتاب دهنده از جنس کربن پیاده سازی شده و ولتاژ الکترودها نیز متغیر و از 100 تا 2000 ولت قابل کنترل است. هم چنین، نگه دارنده نمونه با قابلیت کنترل دقیق وضعیت مکانی و زاویه ای نمونه با قابلیت پایین نگه داشتن دمای نمونه پیاده سازی شد. به دلیل نرخ زدایش بالاتر سیلیکان نسبت به کروم (نسبت 3 به 1) در برابر اشعه یونی، از کروم به عنوان نقاب سخت برای زدایش استفاده شد. واژه‌های کلیدی: پلاسما، تزویج القایی، تطبیق امپدانس، منبع یونی، زدایش فیزیکی
- Abstract
- Persistent decreasing of feature size in Nano electronics make using physical processes with precise control instead of chemical processes inevitable. Among Nano electronics processes, etching is of great importance. Silicon etching is possible with high precision and control using wet and dry methods, however, these methods are limited to Silicon and can’t be generalized to other materials such as metals, polymers, ceramics and special materials like superconductors. Using physical ion etching based on plasma is a solution for arbitrary 3D patterns generation in a wide variety of materials. In this thesis, a comprehensive study of most common ion sources and micromachining methods has been done. Then an inductive coupled plasma ion source and for the first time in Iran, a system for micromachining using guided ion beam has been implemented. The ion source which is implemented in this thesis is capable for long processes even in the presence of reactive gases like SF6 and CF4 because it doesn’t use Tungsten electron source. Induced plasma is formed in the quartz using power signal transmitted from 13.56MHz radio frequency generator through impedance matching network to the coil in. System pressure is 5×?10?^(-6) Torr and during process it will reach 5×?10?^(-4) Torr. Extracting electrodes has been implemented using carbon and electrode voltages are tunable from 100V to 2000V. Sample holder is implemented with capabilities of position and angular precision control along with cooling system for special samples. Due to higher etch rate of silicon with respect to chrome in ion beam (3 vs. 1), the latter has been used as a hard mask for Si etching. Keywords: Plasma, Inductive coupling, Impedance matching, Ion source, Physical etching
