Lastnosti plazme
Narava plazme pri kemičnem naparjevanju, izboljšanem s plazmo, je, da se zanaša na kinetično energijo elektronov v plazmi za aktiviranje kemičnih reakcij v plinski fazi.Ker je plazma skupek ionov, elektronov, nevtralnih atomov in molekul, je na makroskopski ravni električno nevtralna.V plazmi je velika količina energije shranjena v notranji energiji plazme.Plazmo prvotno delimo na vročo plazmo in hladno plazmo.v sistemu PECVD je hladna plazma, ki nastane pri nizkotlačni plinski razelektritvi.Ta plazma, ki jo proizvaja nizkotlačna razelektritev pod nekaj sto Pa, je neravnovesna plinska plazma.
Narava te plazme je naslednja:
(1) Nepravilno toplotno gibanje elektronov in ionov presega njihovo usmerjeno gibanje.
(2) Njegov proces ionizacije povzroča predvsem trk hitrih elektronov z molekulami plina.
(3) Povprečna energija toplotnega gibanja elektronov je za 1 do 2 reda velikosti višja od energije težkih delcev, kot so molekule, atomi, ioni in prosti radikali.
(4) Izgubo energije po trku elektronov in težkih delcev je mogoče kompenzirati z električnim poljem med trki.
Težko je karakterizirati nizkotemperaturno neravnotežno plazmo z majhnim številom parametrov, ker gre za nizkotemperaturno neravnotežno plazmo v sistemu PECVD, kjer elektronska temperatura Te ni enaka temperaturi Tj težkih delcev.V tehnologiji PECVD je primarna funkcija plazme proizvajanje kemično aktivnih ionov in prostih radikalov.Ti ioni in prosti radikali reagirajo z drugimi ioni, atomi in molekulami v plinski fazi ali povzročijo poškodbe rešetke in kemične reakcije na površini substrata, izkoristek aktivnega materiala pa je funkcija elektronske gostote, koncentracije reaktantov in koeficienta izkoristka.Z drugimi besedami, izkoristek aktivne snovi je odvisen od električne poljske jakosti, tlaka plina in povprečnega prostega dosega delcev v času trka.Ker reaktantni plin v plazmi disociira zaradi trka visokoenergijskih elektronov, je mogoče premagati aktivacijsko oviro kemijske reakcije in znižati temperaturo reaktantnega plina.Glavna razlika med PECVD in konvencionalnim CVD je, da so termodinamični principi kemijske reakcije različni.Disociacija plinskih molekul v plazmi je neselektivna, zato je filmska plast, ki jo nanese PECVD, popolnoma drugačna od običajne CVD.Fazna sestava, ki jo proizvaja PECVD, je lahko edinstvena v neravnovesju in njena tvorba ni več omejena z ravnotežno kinetiko.Najbolj tipična filmska plast je amorfno stanje.
Značilnosti PECVD
(1) Nizka temperatura nanašanja.
(2) Zmanjšajte notranjo napetost, ki jo povzroči neusklajenost linearnega razteznega koeficienta membrane/osnovnega materiala.
(3) Hitrost nanašanja je razmeroma visoka, zlasti nanašanje pri nizkih temperaturah, kar vodi do pridobivanja amorfnih in mikrokristalnih filmov.
Zaradi nizkotemperaturnega postopka PECVD je mogoče zmanjšati toplotne poškodbe, zmanjšati medsebojno difuzijo in reakcijo med filmsko plastjo in substratnim materialom itd., tako da je mogoče elektronske komponente prevleči, preden so izdelane ali zaradi potrebe. za predelavo.Za izdelavo integriranih vezij ultra velikega obsega (VLSI, ULSI) se tehnologija PECVD uspešno uporablja za oblikovanje filma silicijevega nitrida (SiN) kot končnega zaščitnega filma po oblikovanju ožičenja Al elektrode, kot tudi za sploščenje in nastanek filma silicijevega oksida kot vmesne izolacije.Tehnologija PECVD je bila kot naprave s tankim filmom uspešno uporabljena tudi za izdelavo tranzistorjev s tankim filmom (TFT) za zaslone LCD itd., pri čemer se kot substrat pri metodi aktivne matrike uporablja steklo.Z razvojem integriranih vezij v večjem obsegu in višjo integracijo ter široko uporabo sestavljenih polprevodniških naprav je treba PECVD izvajati pri procesih z nižjo temperaturo in višjo energijo elektronov.Da bi izpolnili to zahtevo, je treba razviti tehnologije, ki lahko sintetizirajo filme z večjo ravnostjo pri nižjih temperaturah.Filmi SiN in SiOx so bili obsežno raziskani z uporabo ECR plazme in nove tehnologije plazemskega kemičnega naparjevanja (PCVD) s spiralno plazmo in so dosegli praktično raven pri uporabi vmesnih izolacijskih filmov za integrirana vezja večjega obsega itd.
Čas objave: Nov-08-2022