প্লাজমার বৈশিষ্ট্য
প্লাজমা-এনহ্যান্সড কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন (PECVD) পদ্ধতিতে প্লাজমার প্রকৃতি হলো, এটি গ্যাসীয় দশায় রাসায়নিক বিক্রিয়া সক্রিয় করার জন্য প্লাজমার মধ্যে থাকা ইলেকট্রনগুলোর গতিশক্তির উপর নির্ভর করে। যেহেতু প্লাজমা হলো আয়ন, ইলেকট্রন, নিরপেক্ষ পরমাণু এবং অণুর একটি সমষ্টি, তাই এটি ম্যাক্রোস্কোপিক স্তরে বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ। একটি প্লাজমার অভ্যন্তরীণ শক্তিতে বিপুল পরিমাণ শক্তি সঞ্চিত থাকে। প্লাজমাকে মূলত উষ্ণ প্লাজমা এবং শীতল প্লাজমায় বিভক্ত করা হয়। PECVD সিস্টেমে এটি হলো শীতল প্লাজমা, যা নিম্নচাপের গ্যাস ডিসচার্জের মাধ্যমে গঠিত হয়। কয়েকশ Pa-এর কম নিম্নচাপের ডিসচার্জ দ্বারা উৎপাদিত এই প্লাজমাটি একটি নন-ইকুইলিব্রিয়াম গ্যাস প্লাজমা।
এই প্লাজমার প্রকৃতি নিম্নরূপ:
(1) ইলেকট্রন এবং আয়নের অনিয়মিত তাপীয় গতি তাদের নির্দেশিত গতিকে অতিক্রম করে।
(2) এর আয়নীকরণ প্রক্রিয়া প্রধানত গ্যাস অণুর সাথে দ্রুতগামী ইলেকট্রনের সংঘর্ষের কারণে ঘটে।
(3) ইলেকট্রনের গড় তাপীয় গতি শক্তি অণু, পরমাণু, আয়ন এবং মুক্ত মূলকের মতো ভারী কণার তুলনায় 1 থেকে 2 মাত্রা বেশি।
(4) ইলেকট্রন এবং ভারী কণার সংঘর্ষের পরে শক্তির ক্ষয় সংঘর্ষের মধ্যবর্তী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র থেকে পূরণ করা যেতে পারে।
অল্প সংখ্যক প্যারামিটার দিয়ে একটি নিম্ন-তাপমাত্রার অসাম্য প্লাজমার বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করা কঠিন, কারণ এটি একটি PECVD সিস্টেমের নিম্ন-তাপমাত্রার অসাম্য প্লাজমা, যেখানে ইলেকট্রনের তাপমাত্রা Te এবং ভারী কণার তাপমাত্রা Tj এক নয়। PECVD প্রযুক্তিতে, প্লাজমার প্রধান কাজ হলো রাসায়নিকভাবে সক্রিয় আয়ন এবং মুক্ত-মূলক তৈরি করা। এই আয়ন এবং মুক্ত-মূলকগুলো গ্যাসীয় দশায় থাকা অন্যান্য আয়ন, পরমাণু এবং অণুর সাথে বিক্রিয়া করে অথবা সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে ল্যাটিসের ক্ষতিসাধন করে এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায়, এবং সক্রিয় উপাদানের ফলন ইলেকট্রন ঘনত্ব, বিক্রিয়কের ঘনত্ব এবং ফলন সহগের উপর নির্ভরশীল। অন্য কথায়, সক্রিয় উপাদানের ফলন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রাবল্য, গ্যাসের চাপ এবং সংঘর্ষের সময় কণাগুলোর গড় মুক্ত পরিসরের উপর নির্ভর করে। যেহেতু উচ্চ-শক্তির ইলেকট্রনের সংঘর্ষের কারণে প্লাজমার মধ্যে থাকা বিক্রিয়ক গ্যাস বিয়োজিত হয়, তাই রাসায়নিক বিক্রিয়ার সক্রিয়করণ বাধা অতিক্রম করা যায় এবং বিক্রিয়ক গ্যাসের তাপমাত্রা হ্রাস করা সম্ভব হয়। PECVD এবং প্রচলিত CVD-এর মধ্যে প্রধান পার্থক্য হলো রাসায়নিক বিক্রিয়ার তাপগতিবিদ্যার নীতিগুলো ভিন্ন। প্লাজমাতে গ্যাস অণুর বিয়োজন অ-নির্বাচিত, তাই PECVD দ্বারা জমা হওয়া ফিল্ম স্তরটি প্রচলিত CVD থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন। PECVD দ্বারা উৎপাদিত দশা গঠন অ-ভারসাম্যপূর্ণ অনন্য হতে পারে, এবং এর গঠন আর ভারসাম্য গতিবিদ্যা দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে না। সবচেয়ে সাধারণ ফিল্ম স্তরটি হলো অনিয়তাকার অবস্থা।
PECVD বৈশিষ্ট্য
(1) নিম্ন জমাট তাপমাত্রা।
(2) মেমব্রেন/ভিত্তি উপাদানের রৈখিক প্রসারণ সহগের অমিলের কারণে সৃষ্ট অভ্যন্তরীণ চাপ হ্রাস করুন।
(3) জমার হার তুলনামূলকভাবে বেশি, বিশেষ করে নিম্ন তাপমাত্রায় জমার ক্ষেত্রে, যা অ্যামরফাস এবং মাইক্রোক্রিস্টালাইন ফিল্ম পেতে সহায়ক।
PECVD-এর নিম্ন-তাপমাত্রার প্রক্রিয়ার কারণে তাপীয় ক্ষতি কমানো যায়, ফিল্ম স্তর এবং সাবস্ট্রেট উপাদানের মধ্যে পারস্পরিক ব্যাপন ও বিক্রিয়া হ্রাস করা যায়, ইত্যাদি। এর ফলে ইলেকট্রনিক উপাদান তৈরির আগে অথবা পুনঃপ্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনে উভয় ক্ষেত্রেই সেগুলিতে প্রলেপ দেওয়া সম্ভব হয়। অতি-বৃহৎ আকারের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (VLSI, ULSI) তৈরির জন্য, অ্যালুমিনিয়াম (Al) ইলেকট্রোড ওয়্যারিং গঠনের পর চূড়ান্ত প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম হিসেবে সিলিকন নাইট্রাইড (SiN) ফিল্ম তৈরিতে, এবং আন্তঃস্তর অন্তরক হিসেবে সিলিকন অক্সাইড ফিল্মের সমতলকরণ ও গঠনে PECVD প্রযুক্তি সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়। থিন-ফিল্ম ডিভাইস হিসেবে, অ্যাক্টিভ ম্যাট্রিক্স পদ্ধতিতে সাবস্ট্রেট হিসেবে কাচ ব্যবহার করে LCD ডিসপ্লে ইত্যাদির জন্য থিন-ফিল্ম ট্রানজিস্টর (TFT) তৈরিতেও PECVD প্রযুক্তি সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের বৃহত্তর স্কেল ও উচ্চতর ইন্টিগ্রেশনের বিকাশ এবং যৌগিক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের ব্যাপক ব্যবহারের সাথে সাথে, PECVD প্রক্রিয়াটি নিম্ন তাপমাত্রায় এবং উচ্চতর ইলেকট্রন শক্তিতে সম্পাদন করার প্রয়োজন দেখা দিয়েছে। এই চাহিদা মেটাতে, নিম্ন তাপমাত্রায় অধিক সমতল ফিল্ম সংশ্লেষণ করতে সক্ষম এমন প্রযুক্তির বিকাশ করা প্রয়োজন। ECR প্লাজমা এবং হেলিকাল প্লাজমাযুক্ত একটি নতুন প্লাজমা কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন (PCVD) প্রযুক্তি ব্যবহার করে SiN এবং SiOx ফিল্মগুলো নিয়ে ব্যাপকভাবে গবেষণা করা হয়েছে এবং বৃহত্তর ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ইত্যাদির জন্য ইন্টারলেয়ার ইনসুলেশন ফিল্ম হিসেবে এর ব্যবহার একটি বাস্তবসম্মত পর্যায়ে পৌঁছেছে।
পোস্ট করার সময়: ০৮-নভেম্বর-২০২২