ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ವರ್ಧಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ

ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು
ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ವರ್ಧಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಸ್ವರೂಪವೆಂದರೆ ಅದು ಅನಿಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಯಾನುಗಳು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು, ತಟಸ್ಥ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುಗಳ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಇದು ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಲ್ಲಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಮೂಲತಃ ಬಿಸಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮತ್ತು ಶೀತ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. PECVD ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇದು ಶೀತ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಅನಿಲ ವಿಸರ್ಜನೆಯಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ನೂರು Pa ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ವಿಸರ್ಜನೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ಅನಿಲ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಆಗಿದೆ.
ಈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಸ್ವರೂಪ ಹೀಗಿದೆ:
(1) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅಯಾನುಗಳ ಅನಿಯಮಿತ ಉಷ್ಣ ಚಲನೆಯು ಅವುಗಳ ನಿರ್ದೇಶಿತ ಚಲನೆಯನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ.
(2) ಇದರ ಅಯಾನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ವೇಗದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.
(3) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸರಾಸರಿ ಉಷ್ಣ ಚಲನೆಯ ಶಕ್ತಿಯು ಅಣುಗಳು, ಪರಮಾಣುಗಳು, ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳಂತಹ ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳಿಗಿಂತ 1 ರಿಂದ 2 ಆದೇಶಗಳಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ.
(೪) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳ ಡಿಕ್ಕಿಯ ನಂತರದ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವನ್ನು ಡಿಕ್ಕಿಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ಸರಿದೂಗಿಸಬಹುದು.
ಕಡಿಮೆ ಸಂಖ್ಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಅಸಮತೋಲನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು PECVD ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಅಸಮತೋಲನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಆಗಿದ್ದು, ಅಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ತಾಪಮಾನ Te ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳ ತಾಪಮಾನ Tj ಗೆ ಸಮನಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. PECVD ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಾರ್ಯವೆಂದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿರುವ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಮುಕ್ತ-ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು. ಈ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಮುಕ್ತ-ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು ಅನಿಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಇತರ ಅಯಾನುಗಳು, ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಜಾಲರಿ ಹಾನಿ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಇಳುವರಿಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಇಳುವರಿ ಗುಣಾಂಕದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಇಳುವರಿಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿ, ಅನಿಲ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಘರ್ಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಣಗಳ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿ ಅನಿಲವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡುವುದರಿಂದ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿ ಅನಿಲದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. PECVD ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ CVD ನಡುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಉಷ್ಣಬಲ ತತ್ವಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳ ವಿಘಟನೆಯು ಆಯ್ದವಲ್ಲದದ್ದಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ PECVD ಯಿಂದ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಪದರವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ CVD ಗಿಂತ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. PECVD ಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹಂತದ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿರಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದರ ರಚನೆಯು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಸಮತೋಲನ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರದಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಅತ್ಯಂತ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಪದರವು ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಸ್ಥಿತಿಯಾಗಿದೆ.

PECVD ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು
(1) ಕಡಿಮೆ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನ.
(2) ಪೊರೆ/ಬೇಸ್ ವಸ್ತುವಿನ ರೇಖೀಯ ವಿಸ್ತರಣಾ ಗುಣಾಂಕದ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ ಉಂಟಾಗುವ ಆಂತರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ.
(3) ಶೇಖರಣಾ ದರವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಶೇಖರಣೆ, ಇದು ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ.

PECVD ಯ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ, ಉಷ್ಣ ಹಾನಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಫಿಲ್ಮ್ ಪದರ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಇತ್ಯಾದಿ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಮೊದಲು ಅಥವಾ ಪುನಃ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಅಗತ್ಯತೆಯಿಂದಾಗಿ ಲೇಪಿಸಬಹುದು. ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಲಾರ್ಜ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳ (VLSI, ULSI) ತಯಾರಿಕೆಗಾಗಿ, PECVD ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು Al ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವೈರಿಂಗ್ ರಚನೆಯ ನಂತರ ಅಂತಿಮ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಫಿಲ್ಮ್ ಆಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ (SiN) ರಚನೆಗೆ ಹಾಗೂ ಇಂಟರ್ಲೇಯರ್ ಇನ್ಸುಲೇಷನ್ ಆಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ ರಚನೆಗೆ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಸಾಧನಗಳಾಗಿ, PECVD ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು LCD ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಗೆ ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ (TFT ಗಳು) ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ, ಸಕ್ರಿಯ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಗಾಜನ್ನು ತಲಾಧಾರವಾಗಿ ಬಳಸಿ. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸಂಯೋಜಿತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಸಂಯುಕ್ತ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳ ವ್ಯಾಪಕ ಬಳಕೆಯೊಂದಿಗೆ, PECVD ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಶಕ್ತಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಈ ಅವಶ್ಯಕತೆಯನ್ನು ಪೂರೈಸಲು, ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಫ್ಲಾಟ್‌ನೆಸ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದಾದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. SiN ಮತ್ತು SiOx ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ECR ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮತ್ತು ಹೆಲಿಕಲ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಹೊಂದಿರುವ ಹೊಸ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (PCVD) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಗೆ ಇಂಟರ್‌ಲೇಯರ್ ಇನ್ಸುಲೇಷನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಟ್ಟವನ್ನು ತಲುಪಿದೆ.