Каганович, заместитель заведующего кафедрой теории PPPL, вместе с Дмитрием Сидоренко из Университета Альберты знали, что процесс плазменного травления эффективен, но не были уверены, как именно он работает. Итак, они исследовали теоретические основы этого процесса.
В процессе травления кусок кремния помещается в камеру и погружается в тонкий слой плазмы шириной около двух сантиметров. Также внутри плазмы находятся два электрода, разнесенные на пару сантиметров друг от друга, которые производят пучок электронов.
Когда электроны проходят через плазму, они запускают процесс, известный как двухпотоковая нестабильность, который возбуждает плазменные волны, которые позволяют плазме более эффективно травить кремний.Сидоренко и Каганович смоделировали этот процесс. Они показали, что волны, создаваемые электронным пучком, могут стать намного более интенсивными, чем в плазме, не ограниченной электродами.
Другими словами, когда плазма ограничена, волна, вызванная двухпотоковой неустойчивостью, может стать очень сильной. «Моделирование показывает, что размещение плазмы внутри пары электродов поддерживает возбуждение больших плазменных волн, которые затем приводят к ускорению электронов плазмы, что может способствовать травлению», — сказал Каганович.Понимание физики, лежащей в основе техники плазменного травления, может помочь исследователям разработать более эффективные процессы травления схем на кремниевых чипах.