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Halbleitertechnologie
| Der Plasmazustand; Erzeugung und Aufrechterhaltung |
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In den Aggregatszuständen fest, flüssig und fest fällt die Bindung zwischen den Atomen in Bezug zu ihrer Bewegungsenergie unterschiedlich ins Gewicht. Bei festen Körpern ist die Bewegungsdynamik auf molekularer Ebene so gering, dass die Atome durch ihre gegenseitige Bindung an einer freien Bewegung gehindert sind. Oberhalb ihres Schmelzpunktes verliert die Materie ihre Formfestigkeit, da einzelne Moleküle leicht gegeneinander verschiebbar werden, die sich dann schließlich ab dem Siedepunkt als Gas frei im Raum bewegen können. Bei weiterer Temperaturerhöhung liegt letztendlich genügend Energie vor, um in großer Zahl Elektronen aus der Bindung an die Atomkerne zu lösen. Bei diesem Zustand, den man als vierten Aggregatszustand als Plasma bezeichnet, werden also die Gasmoleküle ionisiert, so dass sich eine große Zahl von Elektronen frei bewegen können.
Ein bereits leicht ionisiertes Gas kann in hohem Grade ionisiert werden, indem man es hochfrequenten elektrischen Feldern aussetzt. Unter deren Einfluss werden bereits vorhandene freie Elektronen beschleunigt, die dann in einer Kettenreaktion weitere Elektronen aus den Gasatomen lösen.
In der Halbleitertechnik können in Gasen im Plasmazustand daher Zersetzungsreaktionen bei Temperaturen angeregt werden, bei denen diese nicht von selbst ablaufen würden. Dadurch können dann bereits aufgebrachte empfindliche Strukturen geschont werden.
Abb. 36: Plasmaerzeugung durch Ionisation eines Gases im elektrischen Wechselfeld. Nach einer Feldumpolung erzeugen die nun stark beschleunigten Elektronen eine Vielzahl weiterer freier Elektronen.
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