一文掌握氣管插管!
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//什么是氣管插管?為什么要進行氣管插管?
氣管插管(以下簡稱插管)是指將一特制的氣管內(nèi)導(dǎo)管經(jīng)聲門置入氣管,進而打開病患呼吸道,為氣道通暢、通氣供氧、呼吸道吸引和防止誤吸等提供ZJ條件。插管是實施危重病患搶救過程中的一項重要技術(shù),也是實施吸入麻醉的基礎(chǔ)操作。
氣管插管的主要作用:
◆ 保持氣道通暢:防止口腔分泌物和胃內(nèi)容物被誤吸。
◆ 通氣供氧:良好的氧氣供應(yīng)和輔助通氣有助于機體的組織氧供,可以有效預(yù)防并發(fā)癥出現(xiàn),并在術(shù)中出現(xiàn)緊急情況時及時進行急救。
◆ 控制麻醉深度:相比于注射麻醉和面罩吸入麻醉,經(jīng)氣管插管可以有效地控制通氣從而控制麻醉深度;同時插管可以防止麻醉氣體向周圍環(huán)境的逸散,保護手術(shù)人員不會較多地吸入麻醉藥。減少麻醉氣體的浪費,更經(jīng)濟。
//最常用的犬貓氣管導(dǎo)管-Murphy型
①接頭-連接麻醉機供氣系統(tǒng);②導(dǎo)管;③套囊-密閉氣道、避免誤吸、固定導(dǎo)管、保護氣管(保持導(dǎo)管位于氣道ZY,避免JD損傷氣道);④測試球囊-給套囊充氣,可判斷充氣是否合適;⑤充氣連接管;⑥Murphy孔-可以防止導(dǎo)管JD意外貼于氣管壁時發(fā)生通氣堵塞;⑦JD。導(dǎo)管外壁標識,ID為導(dǎo)管內(nèi)徑(mm);OD示值為導(dǎo)管外徑(mm);刻度(cm)10、12、14、16、18…表示導(dǎo)管JD到刻度的距離,提示導(dǎo)管插入深度。
//如何選擇合適的氣管插管?◆ 根據(jù)動物的體重選擇對應(yīng)規(guī)格的氣管導(dǎo)管:
▲Tip:體重非常小的動物,管徑選擇1.5, 2.0, 2.5mmID;特定品種不適用,短頭品種一般氣管較細,需要的型號較?。婚L吻犬的氣管較粗,需要的型號大。所以臨床應(yīng)用還要結(jié)合體型、品種等因素綜合評估。
◆ 對比動物的鼻中隔:將氣管導(dǎo)管JD抵于動物鼻中隔處,選擇外徑和鼻中隔寬度相當(dāng)氣管導(dǎo)管,同時另取前后兩個ID(一大一?。┑臍夤軐?dǎo)管備用。
▲Tip:獸醫(yī)還是要在具體操作的過程中根據(jù)實際情況做調(diào)整。
//氣管插管前需要做哪些準備?◆ 潤滑劑或局麻劑:利多卡因凝膠
◆ 3種型號的氣管插管
◆ 紗布若干
◆ 無針頭注射器&套囊壓力計
◆ 喉鏡,確認光源沒問題
//如何進行氣管插管?
劃ZD:氣管插管操作
◆ 選擇合適的氣管導(dǎo)管(見前文)
◆ 檢查氣管插管套囊有無漏氣:用注射器針管通過測試球囊向套囊注射空氣使套囊充盈,按壓套囊,套囊漏氣則廢棄,不漏氣的可準備實施氣管插管。
◆ 修剪插管為合適長度:比對犬齒到肩胛骨中前緣(第2-3肋骨處)的距離,拔掉接口,修剪插管為合適長度,重新連接接口即可。
◆ 導(dǎo)管壁涂利多卡因凝膠(必要時可將利多卡因氣霧劑噴于喉頭),以減少喉痙攣
◆ 保持下頜與頸成一條直線,開口,拽出舌頭
◆ 配合喉鏡,將插管經(jīng)聲門裂插入氣管
◆ 套囊適度充氣,用套囊壓力計量取壓力在20 cmH2O;如無套囊壓力計,則使用注射器充盈到合適壓力,如下圖:
◆ 確認插管正確插入:①導(dǎo)管插入氣管內(nèi) ②導(dǎo)管插入深度合適 ③氣道密閉
直視法:看到插管位于氣管內(nèi);
呼吸袋、氣道壓力表、呼吸活瓣伴隨動物呼吸或人為按壓胸廓有同步變化
透明管上可以看到呼出的霧氣;
觸診頸部只能摸到一個剛性管狀結(jié)構(gòu);
正壓通氣時可聽診肺音,可看到胸壁膨脹;
通過呼氣末CO2數(shù)值及波形圖進行判斷
◆ 固定插管,連接麻醉機
//拔氣管插管的時機
以上是氣管插管基本的介紹,get 更多常用氣管插管產(chǎn)品信息,歡迎識別下方二維碼咨詢。
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- 一文掌握氣管插管!
//什么是氣管插管?為什么要進行氣管插管?
氣管插管(以下簡稱插管)是指將一特制的氣管內(nèi)導(dǎo)管經(jīng)聲門置入氣管,進而打開病患呼吸道,為氣道通暢、通氣供氧、呼吸道吸引和防止誤吸等提供ZJ條件。插管是實施危重病患搶救過程中的一項重要技術(shù),也是實施吸入麻醉的基礎(chǔ)操作。
氣管插管的主要作用:
◆ 保持氣道通暢:防止口腔分泌物和胃內(nèi)容物被誤吸。
◆ 通氣供氧:良好的氧氣供應(yīng)和輔助通氣有助于機體的組織氧供,可以有效預(yù)防并發(fā)癥出現(xiàn),并在術(shù)中出現(xiàn)緊急情況時及時進行急救。
◆ 控制麻醉深度:相比于注射麻醉和面罩吸入麻醉,經(jīng)氣管插管可以有效地控制通氣從而控制麻醉深度;同時插管可以防止麻醉氣體向周圍環(huán)境的逸散,保護手術(shù)人員不會較多地吸入麻醉藥。減少麻醉氣體的浪費,更經(jīng)濟。
//最常用的犬貓氣管導(dǎo)管-Murphy型
①接頭-連接麻醉機供氣系統(tǒng);②導(dǎo)管;③套囊-密閉氣道、避免誤吸、固定導(dǎo)管、保護氣管(保持導(dǎo)管位于氣道ZY,避免JD損傷氣道);④測試球囊-給套囊充氣,可判斷充氣是否合適;⑤充氣連接管;⑥Murphy孔-可以防止導(dǎo)管JD意外貼于氣管壁時發(fā)生通氣堵塞;⑦JD。導(dǎo)管外壁標識,ID為導(dǎo)管內(nèi)徑(mm);OD示值為導(dǎo)管外徑(mm);刻度(cm)10、12、14、16、18…表示導(dǎo)管JD到刻度的距離,提示導(dǎo)管插入深度。
//如何選擇合適的氣管插管?◆ 根據(jù)動物的體重選擇對應(yīng)規(guī)格的氣管導(dǎo)管:
▲Tip:體重非常小的動物,管徑選擇1.5, 2.0, 2.5mmID;特定品種不適用,短頭品種一般氣管較細,需要的型號較??;長吻犬的氣管較粗,需要的型號大。所以臨床應(yīng)用還要結(jié)合體型、品種等因素綜合評估。
◆ 對比動物的鼻中隔:將氣管導(dǎo)管JD抵于動物鼻中隔處,選擇外徑和鼻中隔寬度相當(dāng)氣管導(dǎo)管,同時另取前后兩個ID(一大一?。┑臍夤軐?dǎo)管備用。
▲Tip:獸醫(yī)還是要在具體操作的過程中根據(jù)實際情況做調(diào)整。
//氣管插管前需要做哪些準備?◆ 潤滑劑或局麻劑:利多卡因凝膠
◆ 3種型號的氣管插管
◆ 紗布若干
◆ 無針頭注射器&套囊壓力計
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//如何進行氣管插管?
劃ZD:氣管插管操作
◆ 選擇合適的氣管導(dǎo)管(見前文)
◆ 檢查氣管插管套囊有無漏氣:用注射器針管通過測試球囊向套囊注射空氣使套囊充盈,按壓套囊,套囊漏氣則廢棄,不漏氣的可準備實施氣管插管。
◆ 修剪插管為合適長度:比對犬齒到肩胛骨中前緣(第2-3肋骨處)的距離,拔掉接口,修剪插管為合適長度,重新連接接口即可。
◆ 導(dǎo)管壁涂利多卡因凝膠(必要時可將利多卡因氣霧劑噴于喉頭),以減少喉痙攣
◆ 保持下頜與頸成一條直線,開口,拽出舌頭
◆ 配合喉鏡,將插管經(jīng)聲門裂插入氣管
◆ 套囊適度充氣,用套囊壓力計量取壓力在20 cmH2O;如無套囊壓力計,則使用注射器充盈到合適壓力,如下圖:
◆ 確認插管正確插入:①導(dǎo)管插入氣管內(nèi) ②導(dǎo)管插入深度合適 ③氣道密閉
直視法:看到插管位于氣管內(nèi);
呼吸袋、氣道壓力表、呼吸活瓣伴隨動物呼吸或人為按壓胸廓有同步變化
透明管上可以看到呼出的霧氣;
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//拔氣管插管的時機
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- 一文掌握MIQE指南的RT-qPCR發(fā)表數(shù)據(jù)的實用方法
考慮到mRNA轉(zhuǎn)錄的高度動態(tài)特性以及樣品處理和下游處理步驟中引入的潛在變量,RT-qPCR工作流程的每個步驟的標準化方法對于可靠和可重現(xiàn)的結(jié)果至關(guān)重要。MIQE為這種方法提供了一份包含85個參數(shù)的清單,以確保質(zhì)量結(jié)果符合任何期刊的接受標準。接下來,小編將為大家詳細介紹如何應(yīng)用MIQE指南來建立一個可靠的RT-qPCR實驗流程。
1、實驗設(shè)計
正確的實驗設(shè)計是任何基因表達研究的關(guān)鍵。由于mRNA轉(zhuǎn)錄對與研究過程無關(guān)的外部刺激敏感,因此嚴格控制和設(shè)計實驗條件的工作是十分重要的。其中包括了確定實驗程序、對照組、重復(fù)組的類型和數(shù)量、實驗條件以及各組內(nèi)的樣品處理方法等,這些對于最小化變異性至關(guān)重要(表1)。
2、RNA提取及質(zhì)控
樣品需-80℃冷凍或使用RNA儲存溶液進行儲存。RNA提取程序應(yīng)包括DNA酶處理步驟,以去除任何的基因組DNA污染。
確保僅使用高純度(無污染物)和高完整性(未降解)的RNA是RT-qPCR實驗工作流程中最關(guān)鍵的一點。RNA樣本中的雜質(zhì)可能導(dǎo)致RT和PCR的YZ,從而導(dǎo)致不同和不正確的定量結(jié)果。由于樣品純度和完整性不相關(guān),因此應(yīng)評估兩者確定RNA樣本符合下游工作流程的ZD驗收標準。
3、逆轉(zhuǎn)錄
考慮到RNA酶在環(huán)境中的普遍存在,建議在質(zhì)量控制評估后立即將總RNA樣本反轉(zhuǎn)錄成cDNA。這將避免RNA樣品在轉(zhuǎn)化為cDNA之前多次冷凍/解凍而降解的風(fēng)險。對于RT步驟,關(guān)鍵是確保提取的RNA樣本中轉(zhuǎn)錄基因組的一致性和完整性。建議使用相同數(shù)量的總RNA,并保持所有實驗樣本的反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)時間,以最小化生物復(fù)制之間的變異性。
4、引物和擴增子設(shè)計
引物設(shè)計和靶序列的選擇是保證擴增產(chǎn)物特異性和GX性的關(guān)鍵。目前有許多軟件或在線網(wǎng)站可設(shè)計引物對和確定擴增子,比如DNAMAN、Primer Premier、Oligo、Beacon Designer、Primer-Blast、BathPrimer、Primer3 Plus等等。
5、qPCR驗證
qPCR驗證是使用一組標準樣品對引物退火溫度、反應(yīng)效率和特異性的適度范圍進行評估的方法。具體步驟如下:
1)根據(jù)儀器類型,選擇合適的耗材和qPCR試劑;
2)配置不同的PCR反應(yīng)體系,凝膠電泳檢測引物適宜濃度以及特異性;
3)設(shè)置溫度梯度測試引物適宜退火溫度;
4)實驗設(shè)置NTC、NRC、POS和NEG等對照組,來監(jiān)控實驗體系或污染;
5)標準曲線的建立(評價PCR效率)。
6、內(nèi)參基因的選擇
在RT-qPCR實驗中,內(nèi)參基因可以用于校正上樣量、上樣過程中存在的實驗誤差,保證實驗結(jié)果的準確性。一個好的內(nèi)參基因應(yīng)在不同時空樣本或不同處理樣本中具有相對穩(wěn)定的表達水平,常見的有ATCB、GAPDH、β-actin、18S rRNA等。
7、實驗重復(fù)性
基因表達實驗中有兩種可能影響結(jié)果的變異來源:
1)由于個體有機體、組織或細胞樣品之間基因表達水平的固有差異引起的生物變異性;
2)實驗過程本身的技術(shù)變異性,通常與移液器誤差、操作誤差或樣品質(zhì)量和數(shù)量有關(guān)。為了減輕生物和技術(shù)變異性的影響,一般認為至少三次生物學(xué)重復(fù)和技術(shù)重復(fù)。
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主要功能:
主要用于半導(dǎo)體應(yīng)用,及各種需要進行微納工藝濺射鍍膜的情形??梢杂糜诮饘俨牧希ń稹y、銅、鎳、鉻等)的直流濺射、直流共濺射,絕緣材料(如陶瓷等)的射頻濺射,以及反應(yīng)濺射能力。基片可支持硅片,氧化硅片,玻璃片,以及對溫度敏感的有機柔性基片等。
工作原理:
通過分子泵和機械泵組成的兩級真空泵對不銹鋼腔體抽真空,當(dāng)廣域真空計顯示的讀數(shù)達到10-6Torr量級或更高的真空時,主系統(tǒng)的控制軟件通過控制質(zhì)量流量計精確控制Ar氣體(如需要濺射氧化物薄膜,可增加O2),此時可以設(shè)定工藝所要求的真空(一般在0.1-10Pa范圍)。這時可以根據(jù)濺射的需要開啟RF或DC電源,并通過軟件選擇所要濺射的靶槍,產(chǎn)生的Ar等離子轟擊相應(yīng)的靶槍(如果增加O2,氧原子則會與濺射出來的原子產(chǎn)生反應(yīng),實現(xiàn)反應(yīng)濺射)。并在樣品臺上方的基片上沉積出相應(yīng)的薄膜,薄膜的膜厚可以通過膜厚監(jiān)控儀自動控制。工藝狀況可通過腔門上的觀察視窗實時觀看。自動遮板則可以遮擋每一次除了被選中的靶槍外的其它靶槍,防止被污染。
設(shè)備優(yōu)勢:
考慮實驗應(yīng)用要求工藝數(shù)據(jù)的可靠性,NANO-MASTER的磁控濺射設(shè)備在鍍膜均勻性、重復(fù)性和設(shè)備穩(wěn)定性等方面均有優(yōu)勢。
1、鍍膜均勻性:在關(guān)鍵的鍍膜均勻性方面,對于6”硅片的金屬材料鍍膜,NM設(shè)備可以達到優(yōu)于3%的鍍膜均勻度。
2、設(shè)備制造工藝:在配備相似等級的分子泵及機械泵的情況下,NM設(shè)備普遍具有更快的抽真空速率,可在20-25分鐘左右就達到高真空工藝。腔體真空的穩(wěn)定度影響鍍膜的性能。
3、工藝的可重復(fù)性:NM設(shè)備在工藝控制方面,有更高的自動化能力,通過PC控制,減少人工干預(yù)造成的工藝偏差。相比需要人工配合的設(shè)備,導(dǎo)致不同人采用同樣的工藝做出來的效果卻不同,甚至同一個人在不同時間運行相同的工藝做出來的效果也不同。
4、設(shè)備的緊湊性:在滿足相同性能情況下,由于加工精密度方面的優(yōu)勢,NM設(shè)備具有更緊湊的設(shè)計,占地面積較小,節(jié)約實驗室寶貴的空間。
5、設(shè)備的穩(wěn)定性:NM設(shè)備的維護率較低,可以保證設(shè)備較長時間的穩(wěn)定運行,保證科研進度。
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礦產(chǎn)資源是指在地下或地表的可以被開發(fā)利用的具有經(jīng)濟價值的礦物資源。礦石中有用成分(元素或礦物)的單位含量稱為礦石品位。礦石品位常用來衡量礦石的價值。從經(jīng)過礦山中采下來含有某種有價值的礦物質(zhì)的石塊,礦石經(jīng)過破碎、粉磨等逐級加工后,被應(yīng)用在金屬礦山、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑工業(yè)、鐵(公)路施工單位、水泥工業(yè)及砂石行業(yè)等工程領(lǐng)域中。礦產(chǎn)資源按性質(zhì)和用途分為以下幾類:
一、金屬礦石
從中可以提取金屬原料的有用礦物資源,按照其工業(yè)用途又可以分為:
黑色金屬礦產(chǎn):如鐵、錳、鉻、釩、鈦、鎳、鈷、鎢、鉬等;
有色金屬礦產(chǎn):如銅、鉛、鋅、錫、鉍、銻、汞、鋁、鎂等;
貴金屬礦產(chǎn):如金、銀、鉑、鈀、鋨、銥、釕、銠等;
稀有金屬礦產(chǎn):如鈮、鉭、鈹、鋰、鋯、銫、銣、鍶等;
稀土金屬礦產(chǎn)(ΣREE):包括原子序數(shù)57-71以及39(釔)的16個元素,根據(jù)其地球化學(xué)性質(zhì)和共生關(guān)系,分為如下兩類:
輕稀土金屬礦產(chǎn)(鈰族元素ΣCe):如鑭、鈰、鐠、釹、钷(人造元素)、釤、銪等;
重稀土金屬礦產(chǎn)(釔族元素ΣY):如釔、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥等;
分散元素礦產(chǎn):如鍺、鎵、銦、鎘、鉿、錸、鈧、硒、碲等。
二、非金屬礦石
從中可以取得非金屬元素或直接利用的礦物或礦物集合體。工業(yè)上除少數(shù)非金屬礦產(chǎn)是用來提取非金屬元素,如硫、磷之外,大多數(shù)非金屬礦產(chǎn)是利用礦物或礦物集合體的某些物理、化學(xué)性質(zhì)和工藝特性。例如金剛石大多是利用它的硬度和光澤;云母是利用其透明度和絕緣性;水晶是利用它的光學(xué)和壓電性能等等。按照其工業(yè)用途可以分為:
冶金輔助原料:如螢石、菱鎂礦、耐火粘土、白云石和石灰?guī)r等;
化學(xué)工業(yè)原料:如磷灰石、磷塊巖、黃鐵礦、鉀鹽、巖鹽、明礬石、石灰?guī)r等;
工業(yè)制造原料:如石墨、金剛石、云母、石棉、重晶石、剛玉等;
壓電及光學(xué)原料:如壓電石英、光學(xué)石英、冰洲石和螢石等;
陶瓷及玻璃工業(yè)原料:如長石、石英砂、高嶺土和粘土等;
建筑材料及水泥材料:如砂石、礫石、浮石、白堊、石膏、花崗巖、珍珠巖、松脂巖、大理巖等。
三、寶玉石材料
如金剛石、紅寶石、藍寶石、翡翠、硬玉、水晶、蛇紋石、葉蠟石、綠松石、瑪瑙等。
四、可燃性有機巖礦產(chǎn)
指能夠為工業(yè)和民用提供有機能源的地下資源,它們既是最主要的燃料,也是重要的化工原料。從化學(xué)成分的角度看它們主要由碳氫化合物組成,應(yīng)該屬于非金屬礦產(chǎn),但其形成條件和用途都與上述非金屬礦產(chǎn)明顯不同,因此可以單獨列為一大類。按照它們的物理狀態(tài)又可以分為三類:
固體可燃性有機巖礦產(chǎn):如煤、泥炭、石煤、油頁巖、地蠟、地瀝青等;
氣體可燃性有機巖礦產(chǎn):如天然氣等;
液體可燃性有機巖礦產(chǎn):如石油等。
- 一文讀懂ICP刻蝕技術(shù)
ICP刻蝕技術(shù)
電感耦合等離子體刻蝕(ICP,Inductively Couple Plasma)刻蝕工作原理是:用高頻火花引燃時,部分Ar工作氣體被電離,產(chǎn)生的電子和氬離子在高頻電磁場中被加速,它們與中性原子碰撞,使更多的工作氣體電離,形成等離子體氣體。導(dǎo)電的等離子體氣體在磁場作用下感生出的強大的感生電流產(chǎn)生大量的熱能又將等離子體加熱,使其溫度達到1×10^4K,形成ICP放電。
電感耦合等離子體刻蝕是物理過程和化學(xué)過程共同作用的結(jié)果,在真空低氣壓下,ICP射頻電源產(chǎn)生的射頻輸出到環(huán)形耦合線圈,以一定比例混合的氣體經(jīng)耦合輝光放電,產(chǎn)生高密度的等離子體,在下電極RF射頻作用下,這些等離子對基片表面進行轟擊,基片材料的化學(xué)鍵被打斷,與刻蝕氣體反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì),以氣體形式脫離基片,從真空管路被抽走。
ICP刻蝕的優(yōu)勢:ICP刻蝕技術(shù)具有刻蝕速率快、選擇比高、各向異性高、刻蝕損傷小、大面積均勻性好、刻蝕斷面輪廓可控性高和刻蝕表面平整光滑等優(yōu)點;ICP刻蝕設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、外形小、操作簡便、便于自動控制、適合大面積基片刻蝕。近年來,ICP刻蝕技術(shù)被廣泛應(yīng)用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金屬等材料的刻蝕上
ICP刻蝕相比RIE刻蝕的優(yōu)勢
ICP刻蝕設(shè)備的一般構(gòu)造
電感耦合等離子體(ICP)刻蝕機包括兩套通過自動匹配網(wǎng)絡(luò)控制的13.56MHz 射頻電源,一套連接纏繞在腔室外的螺線圈,使線圈產(chǎn)生感應(yīng)耦合的電場, 在電場作用下, 刻蝕氣體輝光放電產(chǎn)生高密度等離子體。功率的大小直接影響等離子體的電離率, 從而影響等離子體的密度。第二套射頻電源連接在腔室內(nèi)下方的電極上,主要為等離子提供能量。這樣兩套RF電源的配置,使得在低離子能量條件下,可以增加離子密度,從而提高刻蝕速率的同時,保證對晶片的損傷降到最低。
刻蝕的基本要求
(1)負載效應(yīng)
刻蝕中還存在負載效應(yīng),即發(fā)生刻蝕速率變慢的情況。分為宏觀負載效應(yīng)和微觀負載效應(yīng)。刻蝕面積很大時,因為氣體傳輸受限和刻蝕氣體耗盡,刻蝕速率會較慢,這稱為宏觀負載效應(yīng)。在微細圖形的局部區(qū)域內(nèi), 被刻蝕材料的密度過高造成刻蝕氣體耗盡的情況稱為微觀負載效應(yīng)。
(2)圖形保真度
設(shè)橫向刻蝕速率為V1,縱向刻蝕速率為V2,通常用A 表示刻蝕的各向異性刻蝕的程度,定義如下:
A=1,表示圖形轉(zhuǎn)移中沒有失真, 刻蝕具有很好的各向異性。A=0,圖形失真情況嚴重,刻蝕為各向同性。
(3)均勻性
在材料制備時, 薄膜厚度一般有一定的不均勻性, 而刻蝕時同一襯底片的不同位置的刻蝕速率也不同。這些都會造成圖形轉(zhuǎn)移的不均勻。
刻蝕的均勻性在很大程度上依賴于設(shè)備的硬件參數(shù), 如反應(yīng)室的設(shè)置, 氣流, 離子濃度等均勻性情況。其次是工藝參數(shù)的影響。
對于大襯底的刻蝕, 如果刻蝕時間不夠, 膜厚處沒有刻蝕完全;但是刻蝕時間太長,膜薄處會造成過刻蝕,實際情況中需要綜合考慮。也可以在被刻蝕材料的下層制備截止層,截止層選用和被刻蝕材料有很高選擇比的材料, 這樣可以加長刻蝕時間, 保證膜厚處被刻蝕干凈,膜薄處也不會造成明顯的過刻蝕。
除了同一樣片不同位置的均勻性問題, 同一刻蝕條件不同樣片的刻蝕均勻性(也稱重復(fù)性)也很重要。重復(fù)性與反應(yīng)室的狀況有很大的關(guān)聯(lián)性。
(4)表面形貌
一般情況下, 刻蝕后的表面形貌都希望側(cè)壁陡直光滑, 刻蝕地面平滑。但對于不同的器件有時也有特殊要求,如需傾斜剖面、微透鏡結(jié)構(gòu)等。
(5)刻蝕的清潔
刻蝕中防止玷污是非常重要的。如果在接觸孔的位置出現(xiàn)重金屬沾污也會造成漏電。對于干法刻蝕,刻蝕表面還會出現(xiàn)聚合物的再淀積。
等離子刻蝕的基本過程
等離子體刻蝕有四種基本的過程,他們分別是物理濺射刻蝕(Sputtering)、純化學(xué)刻蝕(Chemical)、離子增強刻蝕(Ion enhanced energetic)、側(cè)壁抑制刻蝕(Ion enhanced inhibitor)。
1) 物理濺射刻蝕(Sputtering)
濺射工藝是以一定能量的粒子(離子或中性原子、分子)轟擊固體表面,使固體近表面的原子或分子獲得足夠大的能量而最終逸出固體表面的工藝。等離子體所提供的離子能量約為幾百eV,一般來說會高于濺射產(chǎn)生的閾值(幾十eV)。在等離子提供的能量范圍內(nèi),濺射率隨著離子本身能量的增大而急劇增加。不同材料的濺射速率在離子能量一定的情況下相差不大,因此濺射是純物理的過程,這個過程選擇性差,速率低。
但是物理濺射刻蝕,離子轟擊具有很強的方向性,使得被刻蝕材料具有很好的各向異性。
2) 純化學(xué)刻蝕(Chemical)
在純化學(xué)刻蝕中,等離子體提供中性的活性基團,這些活性基團與薄膜表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成相應(yīng)的氣相產(chǎn)物。如刻蝕Si材料常用F基氣體,因為會生成易揮發(fā)的SiF4.
化學(xué)刻蝕是各項同性的,活性基團會以近似角分布到達被刻蝕材料表面,反應(yīng)過程中反應(yīng)產(chǎn)物必須是可揮發(fā)的。一般來說化學(xué)刻蝕可以獲得高的速率以及選擇比。
3) 離子增強刻蝕(Ion enhanced energetic)
離子增強刻蝕是物理濺射和化學(xué)刻蝕互相結(jié)合的工藝方式。物理濺射中物理轟擊的作用可以大大增強薄膜表面的化學(xué)反應(yīng)的活性,刻蝕的效果相較單一的物理和化學(xué)刻蝕,效果顯著。等離子體既提供了粒子通量又賦予離子能量。
4) 側(cè)壁抑制刻蝕(Ion enhanced inhibitor)
這種刻蝕方式主要應(yīng)用于深刻蝕,如Bosch工藝,深硅刻蝕運用分子量較大的鈍化氣體C4F8與SF6搭配,刻蝕和鈍化交替進行,實現(xiàn)側(cè)壁垂直的深刻蝕工藝。
影響刻蝕效果的因素
ICP 工藝中影響刻蝕效果的因素很多。工藝參數(shù)里包括源功率、偏壓功率、刻蝕氣體及流量、工作氣壓和溫度等。此外,掩膜的制備和反應(yīng)室內(nèi)壁的情況對刻蝕結(jié)果也有很重要的影響。
1.掩膜的影響
ICP 刻蝕是圖形轉(zhuǎn)移的過程,因此掩膜的制備對刻蝕非常重要。最常見的掩膜是光刻膠(Photoresist.PR)、SiO2和金屬(如A1、Ni等)。一個好的掩膜要求陡直度較高,邊緣光滑。底部去除干凈無殘留,抗高溫和抗轟擊能力強。
掩膜的陡直度和邊緣的光滑程度直接影響刻蝕剖面的陡直度和側(cè)壁的光滑程度。雖然可以通過工藝參數(shù)的調(diào)整改善刻蝕形貌,但是效果遠不如掩膜質(zhì)量的改善。因此高質(zhì)量的光刻技術(shù)對刻蝕非常重要。
(1)幾乎所有的掩膜制備都需要由光刻制備,光刻膠掩膜的制備最容易,精度也最高。但是,光刻膠的抗高溫和抗轟擊能力很差,只能用于低溫工藝,通常選擇比也較低。
(2)硬掩膜
SIO2 和金屬等硬掩膜一般需要光刻膠圖形的二次轉(zhuǎn)移,圖形精度會有所損失。但是它們的抗高溫和抗轟擊能力很好,選擇比高,可以刻蝕更深的深度。
2.工藝參數(shù)的影響
(1)ICP Power 源功率
這個功率源的主要作用是產(chǎn)生高密度等離子體,控制離子通量。功率增加時,離子和活性基密度增加,刻蝕速率也增加。一般情況下,選擇比也會增加。但過高時,均勻性會下降。
同時,源功率增加會帶給襯底更多的熱負荷,襯底溫度會明顯升高,對于需要低溫的工藝影響較大,需要更好的溫控系統(tǒng)。
(2)RF Power 偏壓功率
偏壓功率源主要作用是控制離子轟擊能量。對刻蝕速率和臺階角度影響很大。偏壓功率增加,刻蝕速率明顯增加。但是同時對掩膜的刻蝕也明顯增加,可能導(dǎo)致選擇比下降,臺階形貌變差。偏壓功率過高有時會在臺階底部形成“trenching”溝槽。
(3)工作氣壓
ICP 刻蝕的工作氣壓一般都小于 50mTorr,典型值在幾個 mTorr 至十幾mTorr。在這樣的低氣壓條件下,粒子的平均自由程很長,方向性好,離子轟擊作用也較強。同時,低氣壓也有利于揮發(fā)性刻蝕產(chǎn)物的解吸附,易獲得好的刻蝕結(jié)果。氣壓對均勻性影響很大,氣壓減小時均勻性更好。因此,氣壓減小,刻蝕的各向異性增加,均勻性和臺階角度會更好。
氣壓對刻蝕速率的影響隨刻蝕材料和氣體的不同而有明顯的差異。對于化學(xué)作用較強的工藝,如 GaAs 的刻蝕,氣壓較大時因為活性基和離子密度增加,刻蝕速率和選擇比會有較大增加。而對物理作用較強的工藝,如 SiO2 的刻蝕,氣壓增加時刻飩速率變化不大。
(4)氣體成分和流量
等離子體刻蝕中經(jīng)常使用含多種成分的混合氣體。這些氣體大體可分為三類。第一類是
主要刻蝕反應(yīng)氣體,與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成揮發(fā)性產(chǎn)物。如 CI2、CF4、SF6 等。
第二類是起抑制作用的氣體,可以在側(cè)壁形成阻擋層,實現(xiàn)高的各向異性刻蝕,如 CHF3、 BCl3、SiCI4、CH4等。
第三類是起稀釋或特殊作用的惰性氣體,如 Ar、He、N2 等??梢栽鰪姷入x子體的穩(wěn)定性,改善刻蝕均勻性,或增加離子轟擊作用在(如 Ar)來提高各向異性和提高選擇比(如 H2、O2)等。
為了實現(xiàn)不同的刻蝕結(jié)果,平衡每一類氣體的作用(選用合適的流量比)非常重要。如果需要獲得較高的刻鐘速率,應(yīng)選擇和被刻蝕材料反應(yīng)積極并目生成物非常易干揮發(fā)的反應(yīng)類氣體,同時可以適當(dāng)提高其百分比濃度。但是,如果是被刻蝕層偏薄,對下層材料的選擇出又較低的情況,常常提高抑制氣體和稀釋氣體的比例來降低刻蝕速露,以實現(xiàn)對刻鐘終點的精確控制。
(5)溫度
溫度對刻蝕速率的影響主要體現(xiàn)在化學(xué)反應(yīng)速率的變化。因此為了保證刻蝕速率的均勻性和重復(fù)性,必須精確的控制襯底溫度。
高溫可以促進化學(xué)反應(yīng)的進行,同時也有利于揮發(fā)性產(chǎn)物的解吸附。對于刻蝕生成物揮發(fā)溫度較高的工藝,如 InP的刻蝕,高溫會帶來有利的影響,但是對于以光刻膠為掩膜的低溫工藝來說,溫度必須控制在較低的水平。溫度過高時光刻膠會軟化變形,造成刻蝕圖形的偏差。嚴重時光刻膠會碳化,導(dǎo)致刻蝕后很難去除。如果必須使用較高的襯底溫度,需要改為 SiO2、金屬等硬掩膜。
外加功率在很大程度上會轉(zhuǎn)化為熱量。對于ICP 這種等離子體,功率一般很高,反應(yīng)中襯底溫升很快。如果工藝對溫度非常敏感,在參數(shù)設(shè)置時應(yīng)更加注意。
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