പ്ലാസ്മ മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം

പ്ലാസ്മ ഗുണങ്ങൾ
പ്ലാസ്മ മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാസ നീരാവി നിക്ഷേപത്തിൽ പ്ലാസ്മയുടെ സ്വഭാവം, വാതക ഘട്ടത്തിൽ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ സജീവമാക്കുന്നതിന് പ്ലാസ്മയിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഗതികോർജ്ജത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നു എന്നതാണ്. പ്ലാസ്മ അയോണുകൾ, ഇലക്ട്രോണുകൾ, ന്യൂട്രൽ ആറ്റങ്ങൾ, തന്മാത്രകൾ എന്നിവയുടെ ഒരു ശേഖരമായതിനാൽ, മാക്രോസ്കോപ്പിക് തലത്തിൽ ഇത് വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാണ്. ഒരു പ്ലാസ്മയിൽ, പ്ലാസ്മയുടെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൽ വലിയ അളവിൽ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കപ്പെടുന്നു. പ്ലാസ്മയെ യഥാർത്ഥത്തിൽ ചൂടുള്ള പ്ലാസ്മ എന്നും തണുത്ത പ്ലാസ്മ എന്നും തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. PECVD സിസ്റ്റത്തിൽ ഇത് തണുത്ത പ്ലാസ്മയാണ്, ഇത് താഴ്ന്ന മർദ്ദമുള്ള വാതക ഡിസ്ചാർജ് വഴി രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഏതാനും നൂറ് Pa-യിൽ താഴെയുള്ള താഴ്ന്ന മർദ്ദമുള്ള ഡിസ്ചാർജ് വഴി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഈ പ്ലാസ്മ ഒരു നോൺ-ഇക്വിലിബ്രിയം വാതക പ്ലാസ്മയാണ്.
ഈ പ്ലാസ്മയുടെ സ്വഭാവം ഇപ്രകാരമാണ്:
(1) ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും അയോണുകളുടെയും ക്രമരഹിതമായ താപ ചലനം അവയുടെ ദിശാ ചലനത്തെ കവിയുന്നു.
(2) അതിന്റെ അയോണൈസേഷൻ പ്രക്രിയ പ്രധാനമായും സംഭവിക്കുന്നത് വേഗതയേറിയ ഇലക്ട്രോണുകൾ വാതക തന്മാത്രകളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുന്നതിനാലാണ്.
(3) ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ശരാശരി താപ ചലന ഊർജ്ജം, തന്മാത്രകൾ, ആറ്റങ്ങൾ, അയോണുകൾ, ഫ്രീ റാഡിക്കലുകൾ തുടങ്ങിയ ഭാരമേറിയ കണങ്ങളേക്കാൾ 1 മുതൽ 2 വരെ ക്രമം കൂടുതലാണ്.
(4) ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും ഭാരമേറിയ കണങ്ങളുടെയും കൂട്ടിയിടിക്കലിനു ശേഷമുള്ള ഊർജ്ജനഷ്ടം കൂട്ടിയിടികൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൽ നിന്ന് നികത്താൻ കഴിയും.
കുറഞ്ഞ അളവിലുള്ള പാരാമീറ്ററുകൾ ഉള്ള ഒരു താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള നോൺഇക്വിലിബ്രിയം പ്ലാസ്മയെ ചിത്രീകരിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, കാരണം ഇത് ഒരു PECVD സിസ്റ്റത്തിൽ ഒരു താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള നോൺഇക്വിലിബ്രിയം പ്ലാസ്മയാണ്, ഇവിടെ ഇലക്ട്രോൺ താപനില Te ഭാരമേറിയ കണങ്ങളുടെ താപനില Tj ന് തുല്യമല്ല. PECVD സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ, പ്ലാസ്മയുടെ പ്രാഥമിക പ്രവർത്തനം രാസപരമായി സജീവമായ അയോണുകളും ഫ്രീ-റാഡിക്കലുകളും ഉത്പാദിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്. ഈ അയോണുകളും ഫ്രീ-റാഡിക്കലുകളും വാതക ഘട്ടത്തിൽ മറ്റ് അയോണുകൾ, ആറ്റങ്ങൾ, തന്മാത്രകൾ എന്നിവയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ അടിവസ്ത്ര ഉപരിതലത്തിൽ ലാറ്റിസ് കേടുപാടുകൾക്കും രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും കാരണമാകുന്നു, കൂടാതെ സജീവ പദാർത്ഥത്തിന്റെ വിളവ് ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രത, റിയാക്ടന്റ് സാന്ദ്രത, യീൽഡ് കോഫിഫിഷ്യന്റ് എന്നിവയുടെ ഒരു പ്രവർത്തനമാണ്. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, സജീവ പദാർത്ഥത്തിന്റെ വിളവ് വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി, വാതക മർദ്ദം, കൂട്ടിയിടി സമയത്ത് കണങ്ങളുടെ ശരാശരി സ്വതന്ത്ര ശ്രേണി എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കൂട്ടിയിടി കാരണം പ്ലാസ്മയിലെ റിയാക്ടന്റ് വാതകം വിഘടിക്കുന്നതിനാൽ, രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ സജീവമാക്കൽ തടസ്സം മറികടക്കാനും റിയാക്ടന്റ് വാതകത്തിന്റെ താപനില കുറയ്ക്കാനും കഴിയും. PECVD യും പരമ്പരാഗത CVD യും തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ തെർമോഡൈനാമിക് തത്വങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ് എന്നതാണ്. പ്ലാസ്മയിലെ വാതക തന്മാത്രകളുടെ വിഘടനം നോൺ-സെലക്ടീവ് ആണ്, അതിനാൽ PECVD നിക്ഷേപിക്കുന്ന ഫിലിം പാളി പരമ്പരാഗത CVD യിൽ നിന്ന് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമാണ്. PECVD നിർമ്മിക്കുന്ന ഘട്ടം ഘടന നോൺ-ഇക്വിലിബ്രിയം അദ്വിതീയമായിരിക്കാം, കൂടാതെ അതിന്റെ രൂപീകരണം ഇനി സന്തുലിത ചലനാത്മകതയാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല. ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഫിലിം പാളി അമോർഫസ് അവസ്ഥയാണ്.

PECVD സവിശേഷതകൾ
(1) കുറഞ്ഞ നിക്ഷേപ താപനില.
(2) മെംബ്രൻ/ബേസ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ലീനിയർ എക്സ്പാൻഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് പൊരുത്തക്കേട് മൂലമുണ്ടാകുന്ന ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുക.
(3) നിക്ഷേപ നിരക്ക് താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് താഴ്ന്ന താപനില നിക്ഷേപം, ഇത് രൂപരഹിതവും മൈക്രോക്രിസ്റ്റലിൻ ഫിലിമുകളും ലഭിക്കുന്നതിന് സഹായകമാണ്.

PECVD യുടെ താഴ്ന്ന താപനില പ്രക്രിയ കാരണം, താപ കേടുപാടുകൾ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും, ഫിലിം പാളിയും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലും തമ്മിലുള്ള പരസ്പര വ്യാപനവും പ്രതിപ്രവർത്തനവും കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് മുമ്പോ പുനർനിർമ്മാണത്തിന്റെ ആവശ്യകത മൂലമോ പൂശാൻ കഴിയും. അൾട്രാ-ലാർജ് സ്‌കെയിൽ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ (VLSI, ULSI) നിർമ്മാണത്തിനായി, Al ഇലക്ട്രോഡ് വയറിംഗ് രൂപപ്പെട്ടതിനുശേഷം അന്തിമ സംരക്ഷണ ഫിലിമായി സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് ഫിലിം (SiN) രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിലും, ഇന്റർലെയർ ഇൻസുലേഷനായി സിലിക്കൺ ഓക്സൈഡ് ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിലും PECVD സാങ്കേതികവിദ്യ വിജയകരമായി പ്രയോഗിക്കുന്നു. നേർത്ത-ഫിലിം ഉപകരണങ്ങളായി, സജീവ മാട്രിക്സ് രീതിയിൽ ഗ്ലാസ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റായി ഉപയോഗിച്ച് LCD ഡിസ്‌പ്ലേകൾ മുതലായവയ്‌ക്കായി നേർത്ത-ഫിലിം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ (TFT-കൾ) നിർമ്മിക്കുന്നതിലും PECVD സാങ്കേതികവിദ്യ വിജയകരമായി പ്രയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. വലിയ സ്‌കെയിലിലേക്കും ഉയർന്ന സംയോജനത്തിലേക്കും ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ വികസനവും സംയുക്ത സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങളുടെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗവും ഉള്ളതിനാൽ, കുറഞ്ഞ താപനിലയിലും ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ ഊർജ്ജ പ്രക്രിയകളിലും PECVD നടത്തേണ്ടതുണ്ട്. ഈ ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നതിന്, താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ ഉയർന്ന ഫ്ലാറ്റ്‌നെസ് ഫിലിമുകൾ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ECR പ്ലാസ്മയും ഹെലിക്കൽ പ്ലാസ്മയുള്ള ഒരു പുതിയ പ്ലാസ്മ കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (PCVD) സാങ്കേതികവിദ്യയും ഉപയോഗിച്ച് SiN, SiOx ഫിലിമുകൾ വിപുലമായി പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ വലിയ തോതിലുള്ള ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ മുതലായവയ്ക്ക് ഇന്റർലെയർ ഇൻസുലേഷൻ ഫിലിമുകളുടെ ഉപയോഗത്തിൽ പ്രായോഗിക തലത്തിലെത്തിയിട്ടുണ്ട്.