પ્લાઝ્મા ઉન્નત રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન

પ્લાઝ્મા ગુણધર્મો
પ્લાઝ્મા-ઉન્નત રાસાયણિક વરાળના જથ્થામાં પ્લાઝમાની પ્રકૃતિ એ છે કે તે ગેસ તબક્કામાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને સક્રિય કરવા માટે પ્લાઝ્મામાં ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ ઊર્જા પર આધાર રાખે છે.પ્લાઝ્મા એ આયનો, ઇલેક્ટ્રોન, તટસ્થ અણુઓ અને પરમાણુઓનો સંગ્રહ હોવાથી, તે મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે વિદ્યુત રીતે તટસ્થ છે.પ્લાઝ્મામાં, પ્લાઝમાની આંતરિક ઊર્જામાં મોટી માત્રામાં ઊર્જા સંગ્રહિત થાય છે.પ્લાઝ્મા મૂળરૂપે ગરમ પ્લાઝ્મા અને ઠંડા પ્લાઝ્મા વિભાજિત થાય છે.PECVD સિસ્ટમમાં તે કોલ્ડ પ્લાઝ્મા છે જે ઓછા દબાણવાળા ગેસ ડિસ્ચાર્જ દ્વારા રચાય છે.આ પ્લાઝ્મા થોડા સો Pa ની નીચે ઓછા દબાણના સ્રાવ દ્વારા ઉત્પાદિત થાય છે તે બિન-સંતુલન ગેસ પ્લાઝ્મા છે.
આ પ્લાઝ્માની પ્રકૃતિ નીચે મુજબ છે:
(1) ઇલેક્ટ્રોન અને આયનોની અનિયમિત થર્મલ ગતિ તેમની નિર્દેશિત ગતિ કરતાં વધી જાય છે.
(2) તેની આયનીકરણ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ગેસના અણુઓ સાથે ઝડપી ઇલેક્ટ્રોનની અથડામણને કારણે થાય છે.
(3) ઇલેક્ટ્રોનની સરેરાશ થર્મલ ગતિ ઊર્જા ભારે કણો, જેમ કે અણુઓ, અણુઓ, આયનો અને મુક્ત રેડિકલ કરતાં 1 થી 2 ઓર્ડરની તીવ્રતા વધારે છે.
(4) ઇલેક્ટ્રોન અને ભારે કણોની અથડામણ પછી ઉર્જાની ખોટ અથડામણ વચ્ચેના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાંથી સરભર કરી શકાય છે.
ઓછી સંખ્યામાં પરિમાણો સાથે નીચા-તાપમાનના બિનસંતુલન પ્લાઝમાને દર્શાવવું મુશ્કેલ છે, કારણ કે તે PECVD સિસ્ટમમાં નીચા-તાપમાનનું અસંતુલન પ્લાઝ્મા છે, જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન તાપમાન Te એ ભારે કણોના તાપમાન Tj જેટલું નથી.PECVD ટેક્નોલોજીમાં, પ્લાઝમાનું પ્રાથમિક કાર્ય રાસાયણિક રીતે સક્રિય આયનો અને ફ્રી-રેડિકલનું ઉત્પાદન કરવાનું છે.આ આયનો અને ફ્રી-રેડિકલ્સ ગેસ તબક્કામાં અન્ય આયનો, અણુઓ અને પરમાણુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અથવા સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર જાળીને નુકસાન અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બને છે, અને સક્રિય સામગ્રીની ઉપજ એ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા, રિએક્ટન્ટ સાંદ્રતા અને ઉપજ ગુણાંકનું કાર્ય છે.બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સક્રિય સામગ્રીની ઉપજ વિદ્યુત ક્ષેત્રની શક્તિ, ગેસનું દબાણ અને અથડામણના સમયે કણોની સરેરાશ મુક્ત શ્રેણી પર આધારિત છે.ઉચ્ચ-ઊર્જાવાળા ઇલેક્ટ્રોનની અથડામણને કારણે પ્લાઝમામાં રિએક્ટન્ટ ગેસ વિખરાઈ જાય છે, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના સક્રિયકરણ અવરોધને દૂર કરી શકાય છે અને રિએક્ટન્ટ ગેસનું તાપમાન ઘટાડી શકાય છે.PECVD અને પરંપરાગત CVD વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના થર્મોડાયનેમિક સિદ્ધાંતો અલગ છે.પ્લાઝમામાં ગેસના અણુઓનું વિયોજન બિન-પસંદગીયુક્ત છે, તેથી PECVD દ્વારા જમા કરાયેલ ફિલ્મ સ્તર પરંપરાગત CVD કરતાં સંપૂર્ણપણે અલગ છે.PECVD દ્વારા ઉત્પાદિત તબક્કાની રચના બિન-સંતુલન અનન્ય હોઈ શકે છે, અને તેની રચના હવે સંતુલન ગતિશાસ્ત્ર દ્વારા મર્યાદિત નથી.સૌથી લાક્ષણિક ફિલ્મ સ્તર આકારહીન સ્થિતિ છે.

PECVD સુવિધાઓ
(1) નિમ્ન ડિપોઝિશન તાપમાન.
(2) મેમ્બ્રેન/બેઝ મટિરિયલના રેખીય વિસ્તરણ ગુણાંકના અસંગતતાને કારણે થતા આંતરિક તણાવને ઓછો કરો.
(3) ડિપોઝિશન રેટ પ્રમાણમાં ઊંચો છે, ખાસ કરીને નીચા તાપમાને જમાવવું, જે આકારહીન અને માઇક્રોક્રિસ્ટલાઇન ફિલ્મો મેળવવા માટે અનુકૂળ છે.

PECVD ની નીચા તાપમાનની પ્રક્રિયાને કારણે, થર્મલ નુકસાન ઘટાડી શકાય છે, ફિલ્મ સ્તર અને સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી વચ્ચે પરસ્પર પ્રસાર અને પ્રતિક્રિયા ઘટાડી શકાય છે, વગેરે, જેથી ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો બનાવતા પહેલા અથવા જરૂરિયાતને કારણે બંને કોટ કરી શકાય. પુનઃકાર્ય માટે.અલ્ટ્રા-લાર્જ સ્કેલ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (VLSI, ULSI) ના ઉત્પાદન માટે PECVD ટેક્નોલૉજી સફળતાપૂર્વક સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ ફિલ્મ (SiN) ની રચના માટે અલ ઇલેક્ટ્રોડ વાયરિંગની રચના પછી અંતિમ રક્ષણાત્મક ફિલ્મ તરીકે લાગુ કરવામાં આવે છે, તેમજ ફ્લેટિંગ અને ઇન્ટરલેયર ઇન્સ્યુલેશન તરીકે સિલિકોન ઓક્સાઇડ ફિલ્મની રચના.પાતળા-ફિલ્મ ઉપકરણો તરીકે, સક્રિય મેટ્રિક્સ પદ્ધતિમાં કાચનો સબસ્ટ્રેટ તરીકે ઉપયોગ કરીને, એલસીડી ડિસ્પ્લે વગેરે માટે પાતળા-ફિલ્મ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (TFTs) ના ઉત્પાદનમાં પણ PECVD તકનીક સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવી છે.સંકલિત સર્કિટના વિકાસ સાથે મોટા પાયે અને ઉચ્ચ એકીકરણ અને સંયોજન સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના વ્યાપક ઉપયોગ સાથે, PECVD ને નીચા તાપમાને અને ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જા પ્રક્રિયાઓ કરવા જરૂરી છે.આ જરૂરિયાતને પહોંચી વળવા માટે, નીચા તાપમાને ઉચ્ચ ફ્લેટનેસ ફિલ્મોનું સંશ્લેષણ કરી શકે તેવી તકનીકો વિકસાવવાની છે.SiN અને SiOx ફિલ્મોનો ECR પ્લાઝ્મા અને હેલિકલ પ્લાઝ્મા સાથે નવી પ્લાઝ્મા કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (PCVD) ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને વ્યાપકપણે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે અને મોટા પાયે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ વગેરે માટે ઈન્ટરલેયર ઈન્સ્યુલેશન ફિલ્મોના ઉપયોગમાં વ્યવહારુ સ્તરે પહોંચી ગઈ છે.