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四氟化碳等離子體

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CF4氣體是一種比較常見的含氟氣體,在高頻電場的作用下輝光放電產(chǎn)生等離子體,四氟化碳經(jīng)電子撞擊離化后,主要由碳氟正離子(CF3+、CF2+、CF+、F+、C+等)以及電子(e?)組成,此外,氟等離子體中還存在未被離化的具有較高活性的碳氟自由基。

一方面CF4等離子體常被用來實現(xiàn)材料表面的氟化改性,等離子體氟化技術(shù)是一種利用處于等離子態(tài)的氟或氟化合物來高效改變材料表面的性質(zhì),此技術(shù)能夠用于生成具有特定功能的納米級材料。另一方面,CF4氣體是一種主要用于制造半導(dǎo)體器件以及各種集成電路的等離子刻蝕工藝的含氟氣體,用于刻蝕硅基材料。

刻蝕硅基材料

氫氟等離子體刻蝕氮化硅薄膜


氫氟等離子體刻蝕氮化硅薄膜

高純CF4廣泛用于Si、SiO2、Si3N4和磷硅玻璃等刻蝕,是目前芯片制造中用量最大的等離子刻蝕氣體。CF4在等離子體活性氛圍中被激發(fā)產(chǎn)生的活性氟離子或原子基團,與待加工硅基材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有強揮發(fā)性的氣態(tài)生成物SiF4,從而實現(xiàn)材料的刻蝕去除。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下:SiO2+CF4→SiF4↑+CO2↑。

表面氟化-使用CF4增加疏水性

CF4等離子體處理

氟原子摻入聚合物表面

與其他通過引入含氧官能團來增強表面親水性的等離子體氣體不同,CF4等含氟氣體常被用于聚合物材料的疏水處理。該方法是利用等離子體技術(shù)產(chǎn)生的含F(xiàn)自由基在等離子體氟化過程中吸附在碳源材料上,形成不同類型的C-F鍵,從而生成氟化碳材料。氟是一種低表面能材料,因此CF4等離子體改性通過引入大量含氟基團,從而降低材料整體的極性和表面能,同時提高材料表面疏水性,使得表面接觸角增大。

聚合物等離子疏水處理效果

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