芯片是國家科技的心臟。在硅及其化合物上進行蝕刻是芯片制造中非常重要的環(huán)節(jié)。三氟化氮（NF₃）、四氟化碳（CF₄）是常見的蝕刻劑。
（1）高純?nèi)獙Χ趸杈哂袃?yōu)異的蝕刻速率和選擇性。
①二氧化硅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖-1所示，二氧化硅晶體中硅原子周圍最近的硅原子有

4

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個。

②工業(yè)上常采用F₂直接氟化尿素[CO（NH₂）₂]的方法生產(chǎn)NF₃，得到的NF₃中常含有少量CF₄，常溫下，三種物質(zhì)在水中的溶解性大小順序為：CF₄＜NF₃＜NH₃，原因是

CF₄是非極性分子，NF₃、NH₃均為極性分子，但NH₃的極性比NF₃大，且NH₃更易與水形成分子間氫鍵

CF₄是非極性分子，NF₃、NH₃均為極性分子，但NH₃的極性比NF₃大，且NH₃更易與水形成分子間氫鍵

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（2）四氟化碳的一種蝕刻機理是：CF₄在等離子體的條件下產(chǎn)生活性自由基（?F），該自由基易與硅及其化合物中的硅原子結(jié)合生成SiF₄氣體從而達到蝕刻目的。用CF₄（g）進行蝕刻時常與氧氣混合，當(dāng)混合氣體的流速分別為80mL?min^-1和100mL?min^-1時，蝕刻速率隨混合氣體中O₂和CF₄體積之比[V（O₂）/V（CF₄）]的變化如圖-2所示。
①a點蝕刻速率比b點快的原因是

a點產(chǎn)生活性自由基（?F）的濃度大

a點產(chǎn)生活性自由基（?F）的濃度大

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②蝕刻速率隨V（O₂）/V（CF₄）先升高后降低的原因是

O₂與CF₄中的C元素反應(yīng)生成CO（或CO₂），O₂的體積分?jǐn)?shù)增大，有利于產(chǎn)生更高濃度的活性自由基（?F）；隨著O₂體積分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增加，CF₄的含量減小，產(chǎn)生活性自由基（?F）的濃度減小

O₂與CF₄中的C元素反應(yīng)生成CO（或CO₂），O₂的體積分?jǐn)?shù)增大，有利于產(chǎn)生更高濃度的活性自由基（?F）；隨著O₂體積分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增加，CF₄的含量減小，產(chǎn)生活性自由基（?F）的濃度減小

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（3）NF₃是一種強溫室氣體，消除大氣中的 NF₃對于環(huán)境保護具有重要意義。國內(nèi)某科研團隊研究了利用氫自由基（?H）的脫氟反應(yīng)實現(xiàn)NF₃的降解。降解生成?NF₂和HF的兩種反應(yīng)歷程如圖-3所示。其中直接抽提反應(yīng)是降解的主要歷程，原因是

直接抽提反應(yīng)的活化能小，反應(yīng)步驟少

直接抽提反應(yīng)的活化能小，反應(yīng)步驟少

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