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Alimentatore ad alta tensione Wisman nel campo del plasma Ampia gamma di applicazioni
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Specifiche di applicazione
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Che cos'è il plasma?
Il plasma è uno stato della materia con un'energia superiore a quella del gas. In generale, la materia esiste in tre stati: solido, liquido e gas. Quando la temperatura aumenta, un solido diventa un liquido e un gas.
Ad esempio, l'acqua diventa un solido chiamato ghiaccio allo stato cristallino, un liquido quando la temperatura aumenta e un gas chiamato vapore acqueo quando la temperatura aumenta ulteriormente. Pertanto, la quantità di energia che una sostanza possiede determina il suo stato di materia.
La materia è generalmente costituita da elettroni che si muovono intorno al nucleo. Il nucleo è carico positivamente ed è composto da protoni e neutroni. Gli elettroni, invece, essendo carichi negativamente, sono attratti dal nucleo dalla forza di Coulomb e si muovono sempre intorno al nucleo.
Tuttavia, quando la temperatura del gas aumenta ulteriormente fino a raggiungere uno stato di energia estremamente elevato di circa qualche migliaio di gradi Celsius, gli elettroni che orbitano intorno al nucleo si separano (ionizzano) dagli atomi e diventano instabili. Questo stato è il plasma.
In uno stato ionizzato e instabile, il plasma emette luce e onde elettromagnetiche e sembra brillare mentre rilascia energia e cerca di tornare a uno stato stabile. Inoltre, la corrente è molto facile da far scorrere, caratterizzata anche da un aumento del movimento degli elettroni dovuto alla forza elettromagnetica.
Anche se il plasma sembra essere uno stato speciale, viene spesso osservato in natura. I tuoni e le aurore sono uno di questi. Nell'industria, viene utilizzato anche per produrre lampade fluorescenti, torce al plasma e semiconduttori.
Il plasma in un semiconduttore
Ecco tre esempi di plasmi utilizzati nella produzione di semiconduttori.
(1) Deposizione di vapore chimico potenziata da plasma (PECVD)
La deposizione di vapore chimico potenziata da plasma (PECVD) è utilizzata per formare film di nitruro di silicio (SiN) e film di ossido di silicio (SiO 2) nella produzione di semiconduttori al silicio.
Il gas di alimentazione fornito al substrato viene convertito in plasma da corrente continua (DC), corrente a radiofrequenza (RF) o microonde per attivare le particelle neutre di eccitazione. È un metodo per formare un film sottile provocando una reazione chimica su un substrato e depositando il materiale risultante.
Rispetto al metodo tradizionale di trattamento termico (metodo CVD termico), è caratterizzato dalla capacità di formare film sottili a basse temperature. Poiché non utilizza un dispositivo di riscaldamento, può gestire substrati irregolari e forme complesse.
(2) Incisione a secco al plasma
L'incisione è il processo di intaglio di scanalature e disegni sulla superficie del substrato. Tradizionalmente, sono stati utilizzati metodi di incisione a umido con soluzioni di incisione. Negli ultimi anni, tuttavia, si è diffusa l'incisione a secco con gas o ioni incisori.
L'incisione a secco al plasma è una tecnica che incide la superficie di un substrato raschiandola con il plasma. È nota anche come tecnologia di incisione chimico-fisica.
Come nel caso della CVD al plasma, il gas fluisce verso la superficie del substrato e si trasforma in plasma. A questo punto, gli ioni collidono con il substrato, promuovendo una reazione chimica con le sostanze contenute nel plasma. In questo modo è possibile raschiare con precisione la superficie del substrato su scala atomica.
A differenza dell'incisione a umido, non viene prodotto alcun liquido di scarto e quindi, oltre a essere un metodo di lavorazione pulito, è possibile eseguire una lavorazione più accurata rispetto all'incisione a umido.
L'incisione più profonda può essere utilizzata anche per separare i chip dei semiconduttori, nota come taglio al plasma.
(3) Pulizia al plasma
La pulizia al plasma è una tecnologia di pulizia che utilizza il plasma per decomporre e vaporizzare la materia organica come l'olio attaccato alla superficie del substrato. Oltre a essere un metodo di pulizia a secco che non utilizza acqua o soluzioni detergenti, garantisce un elevato livello di pulizia senza lasciare residui.
La pulizia al plasma può anche rendere idrofila la superficie dell'oggetto trattato, rompendo i legami molecolari e modificandola con gruppi idrossilici. Nella produzione di semiconduttori, viene utilizzato anche per aggiungere idrofilia alle superfici PDMS (dimetilpolisilossano) per migliorare l'adesione del modello.
