Sifat plasma
Sifat plasma dalam pemendapan wap kimia dipertingkatkan plasma ialah ia bergantung kepada tenaga kinetik elektron dalam plasma untuk mengaktifkan tindak balas kimia dalam fasa gas.Oleh kerana plasma ialah himpunan ion, elektron, atom neutral dan molekul, ia adalah neutral elektrik pada tahap makroskopik.Dalam plasma, sejumlah besar tenaga disimpan dalam tenaga dalaman plasma.Plasma pada asalnya dibahagikan kepada plasma panas dan plasma sejuk.dalam sistem PECVD ia adalah plasma sejuk yang dibentuk oleh pelepasan gas tekanan rendah.Plasma ini yang dihasilkan oleh pelepasan tekanan rendah di bawah beberapa ratus Pa adalah plasma gas bukan keseimbangan.
Sifat plasma ini adalah seperti berikut:
(1) Pergerakan haba yang tidak teratur bagi elektron dan ion melebihi gerakan diarahkannya.
(2) Proses pengionannya disebabkan terutamanya oleh perlanggaran elektron cepat dengan molekul gas.
(3) Purata tenaga gerakan haba elektron adalah 1 hingga 2 urutan magnitud lebih tinggi daripada zarah berat, seperti molekul, atom, ion dan radikal bebas.
(4) Kehilangan tenaga selepas perlanggaran elektron dan zarah berat boleh dikompensasikan daripada medan elektrik antara perlanggaran.
Sukar untuk mencirikan plasma bukan keseimbangan suhu rendah dengan bilangan parameter yang kecil, kerana ia adalah plasma tidak keseimbangan suhu rendah dalam sistem PECVD, di mana suhu elektron Te tidak sama dengan suhu Tj zarah berat.Dalam teknologi PECVD, fungsi utama plasma adalah untuk menghasilkan ion aktif kimia dan radikal bebas.Ion dan radikal bebas ini bertindak balas dengan ion, atom dan molekul lain dalam fasa gas atau menyebabkan kerosakan kekisi dan tindak balas kimia pada permukaan substrat, dan hasil bahan aktif adalah fungsi ketumpatan elektron, kepekatan reaktan dan pekali hasil.Dalam erti kata lain, hasil bahan aktif bergantung pada kekuatan medan elektrik, tekanan gas, dan julat bebas purata zarah pada masa perlanggaran.Apabila gas reaktan dalam plasma bercerai akibat perlanggaran elektron bertenaga tinggi, halangan pengaktifan tindak balas kimia dapat diatasi dan suhu gas reaktan dapat dikurangkan.Perbezaan utama antara PECVD dan CVD konvensional ialah prinsip termodinamik tindak balas kimia adalah berbeza.Pemisahan molekul gas dalam plasma adalah tidak selektif, jadi lapisan filem yang didepositkan oleh PECVD adalah berbeza sama sekali daripada CVD konvensional.Komposisi fasa yang dihasilkan oleh PECVD mungkin unik bukan keseimbangan, dan pembentukannya tidak lagi dihadkan oleh kinetik keseimbangan.Lapisan filem yang paling tipikal ialah keadaan amorf.
ciri PECVD
(1) Suhu pemendapan rendah.
(2) Kurangkan tegasan dalaman yang disebabkan oleh ketidakpadanan pekali pengembangan linear membran/bahan asas.
(3) Kadar pemendapan agak tinggi, terutamanya pemendapan suhu rendah, yang kondusif untuk mendapatkan filem amorfus dan mikrokristalin.
Disebabkan oleh proses suhu rendah PECVD, kerosakan terma dapat dikurangkan, penyebaran dan tindak balas bersama antara lapisan filem dan bahan substrat dapat dikurangkan, dan lain-lain, supaya komponen elektronik boleh disalut kedua-duanya sebelum dibuat atau kerana keperluan. untuk kerja semula.Untuk pembuatan litar bersepadu berskala ultra besar (VLSI, ULSI), teknologi PECVD berjaya digunakan untuk pembentukan filem silikon nitrida (SiN) sebagai filem pelindung terakhir selepas pembentukan pendawaian elektrod Al, serta meratakan dan pembentukan filem silikon oksida sebagai penebat interlayer.Sebagai peranti filem nipis, teknologi PECVD juga telah berjaya digunakan untuk pembuatan transistor filem nipis (TFT) untuk paparan LCD, dsb., menggunakan kaca sebagai substrat dalam kaedah matriks aktif.Dengan pembangunan litar bersepadu ke skala yang lebih besar dan integrasi yang lebih tinggi dan penggunaan meluas peranti semikonduktor kompaun, PECVD diperlukan untuk dilakukan pada suhu yang lebih rendah dan proses tenaga elektron yang lebih tinggi.Untuk memenuhi keperluan ini, teknologi yang boleh mensintesis filem kerataan yang lebih tinggi pada suhu yang lebih rendah akan dibangunkan.Filem SiN dan SiOx telah dikaji secara meluas menggunakan plasma ECR dan teknologi pemendapan wap kimia plasma (PCVD) baharu dengan plasma heliks, dan telah mencapai tahap praktikal dalam penggunaan filem penebat interlayer untuk litar bersepadu berskala lebih besar, dsb.
Masa siaran: Nov-08-2022