使用六氟化硫 (SF 6 ) 等离子体对硅 (Si ) 进行低偏压蚀刻是制造电子设备和微机电系统 (MEMS) 的宝贵工具。这种蚀刻提供了几乎各向同性的蚀刻行为,因为低电压偏置不会为离子提供足够的垂直加速度和动能。由于这种近乎各向同性的行为,上述等离子体蚀刻可作为湿法蚀刻的替代方案,例如在 MEMS 和光学应用中,因为它提供了更清洁、更精确的可控工艺。然而,各向同性的程度以及最终的表面轮廓仍然难以控制。在这项工作中,我们将三维特征尺度地形模拟应用于 Si 中的低偏压 SF 6 蚀刻实验,以帮助工艺开发并研究控制最终表面几何形状的物理蚀刻机制。我们通过准确再现三个不同的实验数据集并详细讨论地形模拟中涉及的现象学模型参数的含义来实现这一点。我们表明,与传统的严格各向同性和自下而上的方法相比,我们的现象学自上而下的通量计算方法更准确地再现了实验结果。反应堆负载效应被视为模型蚀刻速率的普遍降低,这通过比较不同负载状态下模拟的蚀刻深度与实验确定的蚀刻深度得到支持。我们的模型还能够使用给定反应堆配置的单个参数集,准确地再现不同掩模开口和蚀刻时间的报告沟槽几何形状。因此,我们提出模型参数,特别是平均有效粘附系数,可以作为反应堆配置的代理。我们提供了一个经验关系,将反应堆配方的平均粘附系数与可测量的蚀刻几何各向同性程度联系起来。这种经验关系可以在实践中用于 (i) 估计独立实验的平均有效粘附系数和 (ii) 微调蚀刻几何形状。
该法规要求气体绝缘开关设备 (GIS) 的所有者每年报告以下信息:SF 6 排放量、使用 SF 6 作为绝缘气体的 GIE 清单、与存储 SF 6 气体的容器相关的信息以及 SF 6 进出 GIE 的情况。该法规还要求随着时间的推移减少 GIE 的 SF 6 排放量,并设定每个 GIE 所有者不得超过的年度排放率限制。最大允许排放率从 2011 年开始为 10%,此后每年下降 1%。如果没有对法规的拟议修改,到 2020 年,该限制将达到 1%,并将保持在该水平。根据法规报告的数据显示,全州 SF 6 容量每年增长 1% 至 5%,GIE 所有者提供的预测表明这种趋势将持续到未来。因为根据现行法规,排放限制将保持相当于年容量的 1%,所以随着容量的增长,预期排放量也会增加。
SF 6 高温形式在环境压力附近的晶格间距,从大约 94 K 到三相点都是稳定的。由于结构(体心立方)已知,因此这些数据可以转换为摩尔体积。Konstantinov 等人14 报告了最接近三相点(高达 212 K)的固体体积,但未说明测量方法。对于外推到三相点,在接近 100 K 温度下的研究(参考文献7 、 9 、 10 和 12 )不是很有用。在图1 中,我们绘制了 150 K 以上温度的数据。Konstantinov 等人的数据之间存在细微的不一致。14 与 Taylor 和 Waugh 8 以及 Powell 11 的观点,我们还注意到该函数在这些坐标上不是完全线性的。直观地将图1 外推到三重点,我们估计体积为 64.1 cm 3 mol 2 1 ,扩展不确定度为 0.5 cm 3 mol 2 1 。将其与液体密度相结合可得出 D v m 5 15.06 cm 3 mol 2 1 ,扩展不确定度为 0.5 cm 3 mol 2 1 。将上述数字代入方程。(1) 得出斜率为 d p m /d T 5 1.56 MPa K 2 1 ,扩展 ( k 5 2) 不确定度为 0.05 MPa K 2 1(相对而言约为 3%)。这种不确定性主要由三相点处固体摩尔体积的不确定性决定。