Proprietà di u plasma
A natura di u plasma in a deposizione chimica di vapore aumentata da plasma hè chì si basa nantu à l'energia cinetica di l'elettroni in u plasma per attivà e reazioni chimiche in a fase gassosa. Siccomu u plasma hè un inseme di ioni, elettroni, atomi è molecule neutre, hè elettricamente neutru à u livellu macroscopicu. In un plasma, una grande quantità di energia hè almacenata in l'energia interna di u plasma. U plasma hè inizialmente divisu in plasma caldu è plasma fretu. In u sistema PECVD hè un plasma fretu chì hè furmatu da una scarica di gas à bassa pressione. Stu plasma pruduttu da una scarica di bassa pressione sottu à uni pochi centinaie di Pa hè un plasma di gas fora di equilibriu.
A natura di stu plasma hè a seguente:
(1) U muvimentu termicu irregulare di l'elettroni è di l'ioni supera u so muvimentu direttu.
(2) U so prucessu di ionizazione hè causatu principalmente da a collisione di elettroni veloci cù molecule di gas.
(3) L'energia termica media di u muvimentu di l'elettroni hè da 1 à 2 ordini di grandezza più alta chè quella di e particelle pesanti, cum'è e molecule, l'atomi, l'ioni è i radicali liberi.
(4) A perdita d'energia dopu à a cullisione di l'elettroni è di e particelle pesanti pò esse cumpensata da u campu elettricu trà e cullisioni.
Hè difficiule di caratterizà un plasma di non equilibriu à bassa temperatura cù un picculu numeru di parametri, perchè hè un plasma di non equilibriu à bassa temperatura in un sistema PECVD, induve a temperatura di l'elettroni Te ùn hè micca a listessa chè a temperatura Tj di e particelle pesanti. In a tecnulugia PECVD, a funzione primaria di u plasma hè di pruduce ioni chimicamente attivi è radicali liberi. Quessi ioni è radicali liberi reagiscenu cù altri ioni, atomi è molecule in a fase gassosa o causanu danni à u reticolo è reazzioni chimiche nantu à a superficia di u substratu, è u rendimentu di u materiale attivu hè una funzione di a densità di l'elettroni, a cuncentrazione di i reagenti è u coefficientu di rendimentu. In altre parole, u rendimentu di u materiale attivu dipende da a forza di u campu elettricu, a pressione di u gas è a gamma libera media di e particelle à u mumentu di a collisione. Mentre u gas reagente in u plasma si dissocia per via di a collisione di elettroni à alta energia, a barriera di attivazione di a reazione chimica pò esse superata è a temperatura di u gas reagente pò esse ridutta. A principale differenza trà PECVD è CVD cunvinziunale hè chì i principii termodinamichi di a reazione chimica sò diversi. A dissociazione di e molecule di gasu in u plasma ùn hè micca selettiva, dunque u stratu di film dipusitatu da PECVD hè cumpletamente differente da u CVD cunvinziunale. A cumpusizione di fase prodotta da PECVD pò esse unica fora di l'equilibriu, è a so furmazione ùn hè più limitata da a cinetica d'equilibriu. U stratu di film u più tipicu hè u statu amorfu.
Caratteristiche di PECVD
(1) Bassa temperatura di deposizione.
(2) Riduce a tensione interna causata da a discrepanza di u coefficientu di dilatazione lineare di a membrana / materiale di basa.
(3) A velocità di deposizione hè relativamente alta, in particulare a deposizione à bassa temperatura, chì hè propizia à l'ottenimentu di filmi amorfi è microcristallini.
A causa di u prucessu à bassa temperatura di PECVD, i danni termichi ponu esse ridutti, a diffusione mutuale è a reazione trà u stratu di film è u materiale di u substratu ponu esse ridutte, ecc., in modu chì i cumpunenti elettronichi ponu esse rivestiti sia prima di esse fabbricati sia per via di a necessità di rilavorazione. Per a fabricazione di circuiti integrati à scala ultra-grande (VLSI, ULSI), a tecnulugia PECVD hè applicata cù successu à a furmazione di film di nitruro di siliciu (SiN) cum'è film protettivu finale dopu a furmazione di u cablaggio di l'elettrodu Al, è ancu à l'appiattimentu è a furmazione di film d'ossidu di siliciu cum'è isolamentu interstrato. Cum'è dispositivi à film sottile, a tecnulugia PECVD hè stata ancu applicata cù successu à a fabricazione di transistor à film sottile (TFT) per display LCD, ecc., utilizendu u vetru cum'è substratu in u metudu di matrice attiva. Cù u sviluppu di circuiti integrati à scala più grande è una maggiore integrazione è l'usu diffusu di dispositivi à semiconduttori cumposti, u PECVD deve esse realizatu à temperature più basse è prucessi à energia elettronica più alta. Per risponde à questu requisitu, devenu esse sviluppate tecnulugie chì ponu sintetizà film di planarità più alta à temperature più basse. I filmi di SiN è SiOx sò stati studiati in dettagliu cù u plasma ECR è una nova tecnulugia di deposizione chimica di vapore à plasma (PCVD) cù un plasma elicoidale, è anu righjuntu un livellu praticu in l'usu di filmi d'isolamentu interstrati per circuiti integrati à grande scala, ecc.
Data di publicazione: 8 di nuvembre di u 2022