等離子刻蝕機(jī)是基于等離子體物理原理的微納加工設(shè)備，等離子體是由高能粒子(如電子)與氣體分子碰撞而產(chǎn)生的高能量、高密度的氣體態(tài)物質(zhì)。工作時(shí)，首先將待加工材料置于真空室中，并通過(guò)高頻輻射場(chǎng)或外加電壓產(chǎn)生的放電使氣體分子形成等離子體。在等離子體的作用下，高能離子與反應(yīng)氣體中的分子、原子相互作用，從而對(duì)材料表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或物理剝離，實(shí)現(xiàn)微小結(jié)構(gòu)的制備與加工。
根據(jù)剝離方式的不同，等離子刻蝕機(jī)被分為兩大類(lèi)：濕法刻蝕和干法刻蝕。其中，常見(jiàn)的干法刻蝕方式是低溫等離子體刻蝕(LPE)、高功率密度等離子體刻蝕(HDP)和反應(yīng)性離子刻蝕(RIE)。具體來(lái)說(shuō)：低溫等離子體刻蝕(LPE)：在氣體流過(guò)工件的過(guò)程中形成等離子體，利用等離子體中的高能粒子對(duì)材料表面進(jìn)行物理剝離。
高功率密度等離子體刻蝕(HDP)：將待加工的硅片浸泡在含有離子源和氧化物的氣體混合物中，通過(guò)微波輻射生成等離子體，然后使其沉積在硅片表面形成硅酸鹽。反應(yīng)性離子刻蝕(RIE)：通過(guò)在濺射系統(tǒng)中施加強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)或者兩者結(jié)合的方式，在等離子體與反應(yīng)氣體相互作用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)材料的化學(xué)反應(yīng)，并以此來(lái)實(shí)現(xiàn)微納米結(jié)構(gòu)的制備和加工。
等離子刻蝕機(jī)可以非常準(zhǔn)確地削除材料表面的微小結(jié)構(gòu)，所以它在半導(dǎo)體器件制造和納米科技領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。比如在集成電路制造中，可以用來(lái)打開(kāi)、連接、分離、結(jié)構(gòu)化和排列各種不同類(lèi)型的材料；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可以用來(lái)制備微型藥品輸送器、基因芯片、生物探針等微小裝置。
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