Karakteristikat e plazmës
Natyra e plazmës në depozitimin e avullit kimik të përmirësuar nga plazma është se ajo mbështetet në energjinë kinetike të elektroneve në plazmë për të aktivizuar reaksionet kimike në fazën e gazit.Meqenëse plazma është një koleksion i joneve, elektroneve, atomeve neutrale dhe molekulave, ajo është elektrikisht neutrale në nivelin makroskopik.Në një plazmë, një sasi e madhe energjie ruhet në energjinë e brendshme të plazmës.Plazma fillimisht ndahet në plazmë të nxehtë dhe plazmë të ftohtë.në sistemin PECVD është plazma e ftohtë e cila formohet nga shkarkimi i gazit me presion të ulët.Kjo plazmë e prodhuar nga një shkarkim me presion të ulët nën disa qindra Pa është një plazmë gazi jo ekuilibër.
Natyra e kësaj plazme është si më poshtë:
(1) Lëvizja termike e parregullt e elektroneve dhe joneve tejkalon lëvizjen e tyre të drejtuar.
(2) Procesi i jonizimit të tij shkaktohet kryesisht nga përplasja e elektroneve të shpejta me molekulat e gazit.
(3) Energjia mesatare e lëvizjes termike e elektroneve është 1 deri në 2 rend të madhësisë më e lartë se ajo e grimcave të rënda, si molekulat, atomet, jonet dhe radikalet e lira.
(4) Humbja e energjisë pas përplasjes së elektroneve dhe grimcave të rënda mund të kompensohet nga fusha elektrike ndërmjet përplasjeve.
Është e vështirë të karakterizohet një plazmë jo ekuilibër me temperaturë të ulët me një numër të vogël parametrash, sepse është një plazmë jo ekuilibër me temperaturë të ulët në një sistem PECVD, ku temperatura e elektronit Te nuk është e njëjtë me temperaturën Tj të grimcave të rënda.Në teknologjinë PECVD, funksioni kryesor i plazmës është të prodhojë jone kimikisht aktivë dhe radikale të lira.Këto jone dhe radikale të lira reagojnë me jone, atome dhe molekula të tjera në fazën e gazit ose shkaktojnë dëmtim të rrjetës dhe reaksione kimike në sipërfaqen e nënshtresës, dhe rendimenti i materialit aktiv është një funksion i densitetit të elektroneve, përqendrimit të reaktantit dhe koeficientit të rendimentit.Me fjalë të tjera, rendimenti i materialit aktiv varet nga forca e fushës elektrike, presioni i gazit dhe diapazoni mesatar i lirë i grimcave në momentin e përplasjes.Ndërsa gazi reaktant në plazmë shpërndahet për shkak të përplasjes së elektroneve me energji të lartë, pengesa e aktivizimit të reaksionit kimik mund të kapërcehet dhe temperatura e gazit reaktant mund të reduktohet.Dallimi kryesor midis PECVD dhe CVD konvencional është se parimet termodinamike të reaksionit kimik janë të ndryshme.Disociimi i molekulave të gazit në plazmë është jo selektiv, kështu që shtresa e filmit e depozituar nga PECVD është krejtësisht e ndryshme nga CVD konvencionale.Përbërja fazore e prodhuar nga PECVD mund të jetë unike jo-ekuilibri dhe formimi i saj nuk kufizohet më nga kinetika e ekuilibrit.Shtresa më tipike e filmit është gjendja amorfe.
Karakteristikat e PECVD
(1) Temperatura e ulët e depozitimit.
(2) Zvogëloni stresin e brendshëm të shkaktuar nga mospërputhja e koeficientit të zgjerimit linear të membranës/materialit bazë.
(3) Shkalla e depozitimit është relativisht e lartë, veçanërisht depozitimi i temperaturës së ulët, e cila është e favorshme për marrjen e filmave amorfë dhe mikrokristalorë.
Për shkak të procesit të temperaturës së ulët të PECVD, dëmtimi termik mund të reduktohet, difuzioni dhe reagimi i ndërsjellë midis shtresës së filmit dhe materialit të nënshtresës mund të reduktohet, etj., në mënyrë që komponentët elektronikë të mund të lyhen si para se të bëhen ose për shkak të nevojës. për ripunim.Për prodhimin e qarqeve të integruara në shkallë shumë të madhe (VLSI, ULSI), teknologjia PECVD zbatohet me sukses në formimin e filmit të nitridit të silikonit (SiN) si filmi mbrojtës përfundimtar pas formimit të instalimeve elektrike të elektrodës Al, si dhe rrafshimit dhe formimi i filmit të oksidit të silikonit si izolim ndërshtresor.Si pajisje me shtresë të hollë, teknologjia PECVD është aplikuar me sukses edhe në prodhimin e transistorëve me shtresë të hollë (TFT) për ekranet LCD, etj., duke përdorur xhamin si substrat në metodën e matricës aktive.Me zhvillimin e qarqeve të integruara në shkallë më të madhe dhe integrim më të lartë dhe përdorimin e gjerë të pajisjeve gjysmëpërçuese të përbërë, PECVD kërkohet të kryhet në temperatura më të ulëta dhe procese me energji më të lartë të elektroneve.Për të përmbushur këtë kërkesë, duhet të zhvillohen teknologji që mund të sintetizojnë filma me nivele më të larta në temperatura më të ulëta.Filmat SiN dhe SiOx janë studiuar gjerësisht duke përdorur plazmën ECR dhe një teknologji të re të depozitimit të avullit kimik të plazmës (PCVD) me një plazmë spirale, dhe kanë arritur një nivel praktik në përdorimin e filmave izolues me shtresa për qarqet e integruara në shkallë më të madhe, etj.
Koha e postimit: Nëntor-08-2022