Svojstva plazme
Priroda plazme kod hemijskog taloženja pare pojačanog plazmom je da se oslanja na kinetičku energiju elektrona u plazmi da bi aktivirala hemijske reakcije u gasnoj fazi.Pošto je plazma skup jona, elektrona, neutralnih atoma i molekula, ona je na makroskopskom nivou električno neutralna.U plazmi je velika količina energije pohranjena u unutrašnjoj energiji plazme.Plazma je prvobitno podijeljena na toplu plazmu i hladnu plazmu.u PECVD sistemu to je hladna plazma koja nastaje gasnim pražnjenjem niskog pritiska.Ova plazma proizvedena pražnjenjem niskog pritiska ispod nekoliko stotina Pa je neravnotežna gasna plazma.
Priroda ove plazme je sljedeća:
(1) Nepravilno toplotno kretanje elektrona i jona prevazilazi njihovo usmereno kretanje.
(2) Njegov proces jonizacije je uglavnom uzrokovan sudarom brzih elektrona s molekulima plina.
(3) Prosječna toplinska energija kretanja elektrona je 1 do 2 reda veličine veća od one teških čestica, kao što su molekuli, atomi, joni i slobodni radikali.
(4) Gubitak energije nakon sudara elektrona i teških čestica može se nadoknaditi iz električnog polja između sudara.
Teško je okarakterisati niskotemperaturnu neravnotežnu plazmu sa malim brojem parametara, jer se radi o niskotemperaturnoj neravnotežnoj plazmi u PECVD sistemu, gde temperatura elektrona Te nije ista kao temperatura Tj teških čestica.U PECVD tehnologiji, primarna funkcija plazme je proizvodnja kemijski aktivnih jona i slobodnih radikala.Ovi ioni i slobodni radikali reagiraju s drugim ionima, atomima i molekulama u plinskoj fazi ili uzrokuju oštećenje rešetke i kemijske reakcije na površini supstrata, a prinos aktivnog materijala je funkcija elektronske gustoće, koncentracije reaktanata i koeficijenta prinosa.Drugim riječima, prinos aktivnog materijala ovisi o jačini električnog polja, tlaku plina i prosječnom slobodnom dometu čestica u trenutku sudara.Kako se reaktantni plin u plazmi disocira zbog sudara visokoenergetskih elektrona, aktivacijska barijera kemijske reakcije može se prevladati i temperatura reaktantnog plina može biti smanjena.Glavna razlika između PECVD-a i konvencionalnog CVD-a je u tome što su termodinamički principi hemijske reakcije različiti.Disocijacija molekula gasa u plazmi je neselektivna, tako da je sloj filma deponovan PECVD-om potpuno drugačiji od konvencionalnog CVD-a.Fazni sastav proizveden PECVD-om može biti jedinstven u neravnoteži, a njegovo formiranje više nije ograničeno kinetikom ravnoteže.Najtipičniji sloj filma je amorfno stanje.
PECVD karakteristike
(1) Niska temperatura taloženja.
(2) Smanjite unutrašnje naprezanje uzrokovano neusklađenošću koeficijenta linearne ekspanzije membrane/osnovnog materijala.
(3) Brzina taloženja je relativno visoka, posebno taloženje na niskim temperaturama, što pogoduje dobijanju amorfnih i mikrokristalnih filmova.
Zbog niskotemperaturnog procesa PECVD-a mogu se smanjiti termička oštećenja, međusobna difuzija i reakcija između sloja filma i materijala podloge, itd., tako da se elektronske komponente mogu premazati kako prije izrade, tako i zbog potrebe. za preradu.Za proizvodnju integrisanih kola ultra velikih razmera (VLSI, ULSI), PECVD tehnologija se uspešno primenjuje za formiranje filma silicijum nitrida (SiN) kao završnog zaštitnog filma nakon formiranja Al elektrodnog ožičenja, kao i spljoštenja i formiranje filma od silicijum oksida kao međuslojne izolacije.Kao tankoslojni uređaji, PECVD tehnologija je također uspješno primijenjena u proizvodnji tankoslojnih tranzistora (TFT) za LCD displeje, itd., koristeći staklo kao supstrat u metodi aktivne matrice.Sa razvojem integrisanih kola većeg obima i veće integracije i širokom upotrebom složenih poluprovodničkih uređaja, PECVD se zahteva da se izvodi na nižim temperaturama i procesima veće energije elektrona.Da bi se ispunio ovaj zahtjev, treba razviti tehnologije koje mogu sintetizirati filmove veće ravnosti na nižim temperaturama.Filmovi SiN i SiOx su opsežno proučavani korištenjem ECR plazme i nove tehnologije plazma kemijskog taloženja pare (PCVD) sa spiralnom plazmom, te su dostigli praktičan nivo u korištenju međuslojnih izolacijskih filmova za veće integrirane krugove, itd.
Vrijeme objave: Nov-08-2022