Vì bản chất q trình ăn mịn silicon là quá trình phún xạ, kĩ thuật phún xạ do vậy được trình bày dưới đây làm cơ sở lí thuyết cho q trình thực nghiệm sau đó.
Hình 13: Sơ đồ hệ ăn mịn phún xạ.
Đối với q trình ăn mịn phún xạ, đế cần ăn mịn được dùng làm bia thay vì làm đế như trong kỹ thuật lắng đọng màng bằng phương pháp phún xạ. Bia được nối với điện thế âm và thành buồng được phân cực ngược so với bia. Điện thế một chiều trong khoảng 1–5 kV được áp vào hai điện cực. Một dịng điện tích được tạo thành khi bơm vào hệ chân không các nguyên tử khí Ar để tạo áp suất10-1 đến10-2Torr. Khi dịngđiện tích được tạo thành, các ion dương đập vào bia làm bứt các nguyên tử trung hòa ra khỏi bề mặt bia. Sự bắn phá của các ion dương cũng làm cho các điện tử bứt ra khỏi bề mặt bia. Những ion này được gia tốc đến đế trong quá trình đó chúng va chạm với các ngun tử khí. Va chạm quan trọng nhất là va chạm không đàn hồi (va chạm kích thích tạo nên sự phóng điện phát sáng, va chạm ion hóa tạo ra điện tử và ion mới). Quá trình phát xạ điện tử ở cathode do hiện tượng phát xạ lạnh và q trình ion hóa trong plasma giúp duy trì dịng phóngđiện gọi là plasma tự duy trì.
Nếu áp suất khí q thấp hoặc khoảng cách giữa anod và catod quá nhỏ, các electron thứ cấp không thể tạo nên sự va chạm ion hóa một cách hiệu quả trước khi nó đập vào anod. Mặt khác, nếu áp suất và/ hoặc khoảng cách này quá lớn, các ion được sinh ra bị chậm lại do sự va chạm khơng đàn hồi và nó đập vào bia, nó khơng đủ năng lượng để tạo ra các electron thứ cấp. trong thực tế, sự hoạt động của hệ phún xạ đòi hỏi sự sản sinh một số lượng đáng kể các
23
electron thứ cấp để thay thế các electron đã mất đi do đến anod hoặc đến thành buồng.
Với qui trình DEA và các kĩ thuật cơ bản nói trên của công nghệ chế tạo vi điện tử, sợi nao silicon đã được chế tạo tại PTN CNNN, ĐHQG TP HCM. Các thông số chi tiết cho việc chế tạo và các hình ảnh, tính chất điện của sợi nano chế tạo ra được trình bày trong chương tiếp theo.
CHƯƠNG 3
CHẾ TẠO SỢI NANO SILICON BẰNG PHƯƠNG PHÁP DEA
VÀ KẾT QUẢ CHẾ TẠO