Un elemento esencial en la fabricación de chips: el plasma.

El plasma fue descubierto por primera vez por William Crookes en 1879 y Irving Langmuir lo nombró "plasma" en 1929. La aplicación del plasma en la fabricación de chips es muy común e importante, se puede decir que sin plasma la producción de chips no sería posible. El plasma casi siempre participa en el grabado seco, PVD, CVD, modificación de la superficie de las obleas y litografía.

¿Qué es el plasma?

El plasma es el cuarto estado de una sustancia. Si bien la mayoría de la gente tiene la impresión de que la materia tiene sólo tres estados (sólido, líquido y gaseoso), más del 99% de la materia observable en el universo se encuentra en el cuarto estado, como en las estrellas, las nebulosas y el medio interestelar. , y el plasma también está presente en la Tierra, como en la ionosfera y la magnetosfera sobre la Tierra. El plasma consiste en gases ionizados que contienen cantidades aproximadamente iguales de electrones e iones, producidos calentando los gases a altas temperaturas, bombardeándolos con descargas eléctricas o exponiéndolos a radiación ionizante. Debido a que los plasmas están sujetos a fuerzas de campos electromagnéticos externos o campos generados por corrientes y cargas dentro del plasma, su dinámica es bastante diferente a la de los gases ordinarios.

¿Qué es la ionización?

La ionización de gases es el proceso de eliminar electrones de átomos o moléculas en un gas. En la ionización de gases, las energías externas (como campos eléctricos, radiación luminosa o altas temperaturas) proporcionan suficiente energía para hacer que los electrones de las moléculas de gas o los átomos se separen de sus orbitales atómicos o moleculares para formar iones cargados y electrones libres. La ionización de gases es la base de la formación de plasma. Una vez que ocurre la ionización de un gas, conduce a la ionización de átomos o moléculas y a la creación de una gran cantidad de electrones e iones libres, y cuando se ionizan suficientes átomos para afectar significativamente las propiedades eléctricas del gas, se convierte en plasma. El plasma responde y genera una fuerza electromagnética.

La composición del plasma.

El plasma es una mezcla gaseosa de iones, electrones, radicales libres, átomos neutros y moléculas. Los iones en un plasma son átomos o moléculas con carga positiva o negativa. Se forman por la pérdida o ganancia de uno o más electrones en un átomo o molécula. El tipo y la cantidad de iones dependen de la composición del plasma y de cómo se produce. Los electrones libres se desprenden de los átomos o moléculas y se convierten en partículas cargadas negativamente. Los electrones libres tienen mucha energía y pueden moverse y conducir electricidad en respuesta a un campo eléctrico. Además de electrones e iones libres, en el plasma también hay algunas partículas neutras, es decir, átomos o moléculas que no han sido ionizadas. Estas partículas neutras desempeñan un papel en el equilibrio de iones y electrones en el plasma, manteniendo la neutralidad eléctrica general del plasma. Los radicales libres son una clase de sustancias químicas con electrones desapareados que desempeñan un papel importante en las reacciones químicas y en los organismos vivos. Los radicales libres suelen ser muy reactivos porque tienden a emparejar electrones atrapándolos o regalándolos.

Propiedades del plasma

Las propiedades del plasma son diferentes a las de otros estados de la materia como gas, sólido o líquido, con alta conductividad, propiedades ópticas únicas y oscilaciones del plasma. En primer lugar, es un conductor eléctrico y puede conducir corriente. Esto se debe a que hay una gran cantidad de electrones libres en el plasma, que pueden moverse bajo la acción de un campo eléctrico y formar una corriente eléctrica. En segundo lugar, el plasma tiene una fuerte interacción con la radiación electromagnética y puede emitir, absorber y dispersar luz. Además, el plasma también tiene propiedades termodinámicas únicas, como alta temperatura, baja presión y alta densidad de energía.

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