Уласцівасці плазмы
Прырода плазмы пры плазменна-ўзмацняльным хімічным асаджэнні з пара заключаецца ў тым, што яна абапіраецца на кінэтычную энергію электронаў у плазме для актывацыі хімічных рэакцый у газавай фазе.Паколькі плазма ўяўляе сабой набор іёнаў, электронаў, нейтральных атамаў і малекул, яна электрычна нейтральная на макраскапічным узроўні.У плазме вялікая колькасць энергіі захоўваецца ва ўнутранай энергіі плазмы.Першапачаткова плазма падзяляецца на гарачую плазму і халодную плазму.у сістэме PECVD гэта халодная плазма, якая ўтвараецца газавым разрадам нізкага ціску.Гэтая плазма, створаная разрадам нізкага ціску ніжэй за некалькі сотняў Па, з'яўляецца нераўнаважнай газавай плазмай.
Прырода гэтай плазмы наступная:
(1) Нерэгулярны цеплавы рух электронаў і іонаў перавышае іх накіраваны рух.
(2) Яго працэс іянізацыі ў асноўным выкліканы сутыкненнем хуткіх электронаў з малекуламі газу.
(3) Сярэдняя энергія цеплавога руху электронаў на 1-2 парадкі вышэй, чым у цяжкіх часціц, такіх як малекулы, атамы, іёны і свабодныя радыкалы.
(4) Страты энергіі пасля сутыкнення электронаў і цяжкіх часціц можна кампенсаваць за кошт электрычнага поля паміж сутыкненнямі.
Цяжка ахарактарызаваць нізкатэмпературную нераўнаважную плазму з невялікай колькасцю параметраў, таму што гэта нізкатэмпературная нераўнаважная плазма ў сістэме PECVD, дзе тэмпература электронаў Te не супадае з тэмпературай Tj цяжкіх часціц.У тэхналогіі PECVD асноўная функцыя плазмы - вырабляць хімічна актыўныя іёны і свабодныя радыкалы.Гэтыя іёны і свабодныя радыкалы рэагуюць з іншымі іёнамі, атамамі і малекуламі ў газавай фазе або выклікаюць пашкоджанне рашоткі і хімічныя рэакцыі на паверхні падкладкі, а выхад актыўнага матэрыялу з'яўляецца функцыяй шчыльнасці электронаў, канцэнтрацыі рэагентаў і каэфіцыента выхаду.Іншымі словамі, выхад актыўнага матэрыялу залежыць ад напружанасці электрычнага поля, ціску газу і сярэдняга дыяпазону часціц у момант сутыкнення.Па меры таго, як газ-рэагент у плазме дысацыюе з-за сутыкнення электронаў з высокай энергіяй, можа быць пераадолены бар'ер актывацыі хімічнай рэакцыі і тэмпература газу-рэагента можа быць зніжана.Асноўнае адрозненне паміж PECVD і звычайным CVD заключаецца ў тым, што тэрмадынамічныя прынцыпы хімічнай рэакцыі адрозніваюцца.Дысацыяцыя малекул газу ў плазме з'яўляецца невыбіральнай, таму пласт плёнкі, асаджаны PECVD, цалкам адрозніваецца ад звычайнага CVD.Фазавы склад, атрыманы PECVD, можа быць унікальным нераўнаважным, і яго адукацыя больш не абмяжоўваецца раўнаважнай кінэтыкай.Найбольш тыповым пластом плёнкі з'яўляецца аморфны стан.
Асаблівасці PECVD
(1) Нізкая тэмпература аблогі.
(2) Паменшыць унутранае напружанне, выкліканае неадпаведнасцю каэфіцыента лінейнага пашырэння матэрыялу мембраны/асновы.
(3) Хуткасць нанясення адносна высокая, асабліва нізкатэмпературнае нанясенне, якое спрыяе атрыманню аморфных і мікракрышталічных плёнак.
Дзякуючы нізкатэмпературнаму працэсу PECVD, тэрмічнае пашкоджанне можа быць зменшана, узаемная дыфузія і рэакцыя паміж пластом плёнкі і матэрыялам падкладкі могуць быць зменшаны і г.д., так што электронныя кампаненты могуць быць пакрытыя як перад іх вырабам, так і з-за неабходнасці для пераробкі.Для вытворчасці звышбуйных інтэгральных схем (VLSI, ULSI) тэхналогія PECVD паспяхова прымяняецца для фарміравання плёнкі нітрыду крэмнію (SiN) у якасці апошняй ахоўнай плёнкі пасля фарміравання правадоў з алюмініевага электрода, а таксама для сплюшчвання і фарміраванне плёнкі аксіду крэмнію ў якасці міжслаёвай ізаляцыі.У якасці тонкаплёнкавых прылад тэхналогія PECVD таксама паспяхова прымяняецца для вытворчасці тонкаплёнкавых транзістараў (TFT) для ВК-дысплеяў і г. д. з выкарыстаннем шкла ў якасці падкладкі ў метадзе актыўнай матрыцы.З развіццём інтэгральных схем да большага маштабу і большай інтэграцыі і шырокага выкарыстання састаўных паўправадніковых прылад PECVD патрабуецца выконваць пры больш нізкай тэмпературы і больш высокай энергіі электронаў.Для задавальнення гэтага патрабавання неабходна распрацаваць тэхналогіі, якія дазваляюць сінтэзаваць плёнкі з большай плоскасцю пры больш нізкіх тэмпературах.Плёнкі SiN і SiOx шырока даследаваліся з выкарыстаннем плазмы ЭЦР і новай тэхналогіі плазменна-хімічнага нанясення з паравай фазы (PCVD) са спіральнай плазмай, і яны дасягнулі практычнага ўзроўню ў выкарыстанні міжслойных ізаляцыйных плёнак для больш маштабных інтэгральных схем і г.д.
Час публікацыі: 8 лістапада 2022 г