प्लाज्मामा बढाइएको रासायनिक वाष्प निक्षेपण

प्लाज्मा गुणहरू
प्लाज्मा-बृद्धि गरिएको रासायनिक वाष्प निक्षेपणमा प्लाज्माको प्रकृति यो हो कि यो ग्यास चरणमा रासायनिक प्रतिक्रियाहरू सक्रिय गर्न प्लाज्मामा इलेक्ट्रोनहरूको गतिज ऊर्जामा निर्भर गर्दछ। प्लाज्मा आयनहरू, इलेक्ट्रोनहरू, तटस्थ परमाणुहरू र अणुहरूको संग्रह भएकोले, यो म्याक्रोस्कोपिक स्तरमा विद्युतीय रूपमा तटस्थ हुन्छ। प्लाज्मामा, प्लाज्माको आन्तरिक ऊर्जामा ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण गरिन्छ। प्लाज्मा मूल रूपमा तातो प्लाज्मा र चिसो प्लाज्मामा विभाजित हुन्छ। PECVD प्रणालीमा यो चिसो प्लाज्मा हो जुन कम चापको ग्यास डिस्चार्जबाट बनाइन्छ। केही सय Pa भन्दा कम कम चाप डिस्चार्जबाट उत्पादित यो प्लाज्मा एक असंतुलन ग्यास प्लाज्मा हो।
यस प्लाज्माको प्रकृति यस प्रकार छ:
(१) इलेक्ट्रोन र आयनहरूको अनियमित तापीय गति तिनीहरूको निर्देशित गतिभन्दा बढी हुन्छ।
(२) यसको आयनीकरण प्रक्रिया मुख्यतया ग्यास अणुहरूसँग द्रुत इलेक्ट्रोनहरूको टक्करको कारणले हुन्छ।
(३) इलेक्ट्रोनहरूको औसत तापीय गति ऊर्जा अणु, परमाणु, आयन र मुक्त रेडिकल जस्ता भारी कणहरूको भन्दा १ देखि २ परिमाणको परिमाण बढी हुन्छ।
(४) इलेक्ट्रोन र भारी कणहरूको टक्कर पछि हुने ऊर्जा क्षतिको क्षतिपूर्ति टक्करहरू बीचको विद्युतीय क्षेत्रबाट गर्न सकिन्छ।
कम-तापमान गैर-संतुलन प्लाज्मालाई थोरै संख्यामा प्यारामिटरहरू सहितको चित्रण गर्न गाह्रो छ, किनभने यो PECVD प्रणालीमा कम-तापमान गैर-संतुलन प्लाज्मा हो, जहाँ इलेक्ट्रोन तापमान Te भारी कणहरूको तापमान Tj जस्तै हुँदैन। PECVD प्रविधिमा, प्लाज्माको प्राथमिक कार्य रासायनिक रूपमा सक्रिय आयनहरू र मुक्त-रेडिकलहरू उत्पादन गर्नु हो। यी आयनहरू र मुक्त-रेडिकलहरूले ग्यास चरणमा अन्य आयनहरू, परमाणुहरू र अणुहरूसँग प्रतिक्रिया गर्छन् वा सब्सट्रेट सतहमा जाली क्षति र रासायनिक प्रतिक्रियाहरू निम्त्याउँछन्, र सक्रिय सामग्रीको उपज इलेक्ट्रोन घनत्व, अभिक्रियात्मक सांद्रता र उपज गुणांकको कार्य हो। अर्को शब्दमा, सक्रिय सामग्रीको उपज विद्युतीय क्षेत्र शक्ति, ग्यास चाप, र टक्करको समयमा कणहरूको औसत मुक्त दायरामा निर्भर गर्दछ। उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रोनहरूको टक्करको कारण प्लाज्मामा प्रतिक्रियाशील ग्यास विघटन हुने भएकोले, रासायनिक प्रतिक्रियाको सक्रियता अवरोध पार गर्न सकिन्छ र प्रतिक्रियाशील ग्यासको तापक्रम घटाउन सकिन्छ। PECVD र परम्परागत CVD बीचको मुख्य भिन्नता भनेको रासायनिक प्रतिक्रियाको थर्मोडायनामिक सिद्धान्तहरू फरक छन्। प्लाज्मामा ग्यास अणुहरूको पृथक्करण गैर-चयनात्मक हुन्छ, त्यसैले PECVD द्वारा जम्मा गरिएको फिल्म तह परम्परागत CVD भन्दा पूर्ण रूपमा फरक हुन्छ। PECVD द्वारा उत्पादित चरण संरचना गैर-सन्तुलन अद्वितीय हुन सक्छ, र यसको गठन अब सन्तुलन गतिविज्ञान द्वारा सीमित छैन। सबैभन्दा विशिष्ट फिल्म तह अनाकार अवस्था हो।

PECVD सुविधाहरू
(१) कम निक्षेपण तापक्रम।
(२) झिल्ली/आधार सामग्रीको रेखीय विस्तार गुणांकको बेमेलको कारणले हुने आन्तरिक तनाव कम गर्नुहोस्।
(३) निक्षेपण दर अपेक्षाकृत उच्च छ, विशेष गरी कम तापक्रम निक्षेपण, जुन अनाकार र माइक्रोक्रिस्टलाइन फिल्महरू प्राप्त गर्न अनुकूल छ।

PECVD को कम तापक्रम प्रक्रियाको कारण, थर्मल क्षति कम गर्न सकिन्छ, फिल्म तह र सब्सट्रेट सामग्री बीचको पारस्परिक प्रसार र प्रतिक्रिया कम गर्न सकिन्छ, आदि, ताकि इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टहरू बनाउनु अघि वा पुन: कार्यको आवश्यकताको कारणले लेपित गर्न सकिन्छ। अल्ट्रा-लार्ज स्केल एकीकृत सर्किट (VLSI, ULSI) को निर्माणको लागि, PECVD प्रविधिलाई अल इलेक्ट्रोड वायरिङको गठन पछि अन्तिम सुरक्षात्मक फिल्मको रूपमा सिलिकन नाइट्राइड फिल्म (SiN) को गठनमा सफलतापूर्वक लागू गरिएको छ, साथै समतलता र इन्टरलेयर इन्सुलेशनको रूपमा सिलिकन अक्साइड फिल्मको गठनमा। पातलो-फिल्म उपकरणहरूको रूपमा, PECVD प्रविधिलाई LCD डिस्प्लेहरू, आदिको लागि पातलो-फिल्म ट्रान्जिस्टरहरू (TFTs) को निर्माणमा पनि सफलतापूर्वक लागू गरिएको छ, सक्रिय म्याट्रिक्स विधिमा सब्सट्रेटको रूपमा गिलास प्रयोग गर्दै। ठूलो मात्रामा र उच्च एकीकरणमा एकीकृत सर्किटहरूको विकास र कम्पाउन्ड अर्धचालक उपकरणहरूको व्यापक प्रयोगको साथ, PECVD कम तापक्रम र उच्च इलेक्ट्रोन ऊर्जा प्रक्रियाहरूमा प्रदर्शन गर्न आवश्यक छ। यो आवश्यकता पूरा गर्न, कम तापक्रममा उच्च समतलता फिल्महरू संश्लेषित गर्न सक्ने प्रविधिहरू विकास गरिनु पर्छ। SiN र SiOx फिल्महरूको ECR प्लाज्मा र हेलिकल प्लाज्मा सहितको नयाँ प्लाज्मा केमिकल भाप निक्षेपण (PCVD) प्रविधि प्रयोग गरेर व्यापक रूपमा अध्ययन गरिएको छ, र ठूला स्तरका एकीकृत सर्किटहरू, आदिको लागि इन्टरलेयर इन्सुलेशन फिल्महरूको प्रयोगमा व्यावहारिक स्तरमा पुगेको छ।