Uwekaji wa mvuke wa kemikali ulioimarishwa wa plasma

Sifa za Plasma
Asili ya plasma katika uwekaji wa mvuke wa kemikali ulioimarishwa na plasma ni kwamba inategemea nishati ya kinetiki ya elektroni katika plasma ili kuamsha athari za kemikali katika awamu ya gesi. Kwa kuwa plasma ni mkusanyiko wa ioni, elektroni, atomi zisizo na upande wowote na molekuli, haina upande wowote wa umeme katika kiwango cha macroscopic. Katika plasma, kiasi kikubwa cha nishati huhifadhiwa katika nishati ya ndani ya plasma. Plasma hapo awali imegawanywa katika plasma ya moto na plasma baridi. Katika mfumo wa PECVD ni plasma baridi ambayo huundwa na kutokwa kwa gesi yenye shinikizo la chini. Plasma hii inayozalishwa na kutokwa kwa shinikizo la chini chini ya mia chache Pa ni plasma ya gesi isiyo na usawa.
Asili ya plasma hii ni kama ifuatavyo:
(1) Mwendo usio wa kawaida wa joto wa elektroni na ioni huzidi mwendo wao ulioelekezwa.
(2) Mchakato wake wa ioni husababishwa zaidi na mgongano wa elektroni za kasi na molekuli za gesi.
(3) Wastani wa nishati ya mwendo wa joto ya elektroni ni ya kiwango cha juu mara 1 hadi 2 kuliko ile ya chembe nzito, kama vile molekuli, atomi, ioni na itikadi kali huru.
(4) Upotevu wa nishati baada ya mgongano wa elektroni na chembe nzito unaweza kulipwa fidia kutoka kwa uwanja wa umeme kati ya mgongano.
Ni vigumu kuainisha plasma isiyo na usawa katika halijoto ya chini yenye idadi ndogo ya vigezo, kwa sababu ni plasma isiyo na usawa katika halijoto ya chini katika mfumo wa PECVD, ambapo halijoto ya elektroni Te si sawa na halijoto ya Tj ya chembe nzito. Katika teknolojia ya PECVD, kazi kuu ya plasma ni kutoa ioni zinazofanya kazi kwa kemikali na radikali huru. Ioni hizi na radikali huru hugusana na ioni zingine, atomi na molekuli katika awamu ya gesi au husababisha uharibifu wa kimiani na athari za kemikali kwenye uso wa substrate, na mavuno ya nyenzo hai ni kazi ya msongamano wa elektroni, mkusanyiko wa kiakifishaji na mgawo wa mavuno. Kwa maneno mengine, mavuno ya nyenzo hai hutegemea nguvu ya uwanja wa umeme, shinikizo la gesi, na wastani wa kiwango huru cha chembe wakati wa mgongano. Gesi ya kiakifishaji katika plasma hutengana kutokana na mgongano wa elektroni zenye nishati nyingi, kizuizi cha uanzishaji wa mmenyuko wa kemikali kinaweza kushindwa na halijoto ya gesi ya kiakifishaji inaweza kupunguzwa. Tofauti kuu kati ya PECVD na CVD ya kawaida ni kwamba kanuni za thermodynamic za mmenyuko wa kemikali ni tofauti. Kutenganishwa kwa molekuli za gesi katika plasma hakuchagui, kwa hivyo safu ya filamu iliyowekwa na PECVD ni tofauti kabisa na CVD ya kawaida. Muundo wa awamu unaozalishwa na PECVD unaweza kuwa wa kipekee usio wa usawa, na uundaji wake hauzuiliwi tena na kinetiki ya usawa. Safu ya kawaida ya filamu ni hali isiyo na umbo.

Vipengele vya PECVD
(1) Halijoto ya chini ya uwekaji.
(2) Punguza msongo wa ndani unaosababishwa na kutolingana kwa mgawo wa upanuzi wa mstari wa utando/nyenzo ya msingi.
(3) Kiwango cha uwekaji ni cha juu kiasi, hasa uwekaji wa joto la chini, jambo linalofaa kupata filamu zisizo na umbo na zenye fuwele ndogo.

Kutokana na mchakato wa joto la chini wa PECVD, uharibifu wa joto unaweza kupunguzwa, usambaaji na mmenyuko wa pande zote mbili kati ya safu ya filamu na nyenzo za substrate vinaweza kupunguzwa, n.k., ili vipengele vya kielektroniki viweze kufunikwa kabla ya kutengenezwa au kutokana na hitaji la kufanyiwa upya. Kwa ajili ya utengenezaji wa saketi jumuishi za kiwango kikubwa (VLSI, ULSI), teknolojia ya PECVD inatumika kwa mafanikio katika uundaji wa filamu ya nitridi ya silicon (SiN) kama filamu ya mwisho ya kinga baada ya uundaji wa waya wa elektrodi ya Al, pamoja na kulainisha na uundaji wa filamu ya oksidi ya silicon kama insulation ya safu kati. Kama vifaa vya filamu nyembamba, teknolojia ya PECVD pia imetumika kwa mafanikio katika utengenezaji wa transistors za filamu nyembamba (TFTs) kwa maonyesho ya LCD, n.k., kwa kutumia glasi kama substrate katika mbinu ya matrix inayofanya kazi. Kwa maendeleo ya saketi jumuishi kwa kiwango kikubwa na ujumuishaji wa juu na matumizi makubwa ya vifaa vya semiconductor vya kiwanja, PECVD inahitajika kufanywa kwa joto la chini na michakato ya juu ya nishati ya elektroni. Ili kukidhi hitaji hili, teknolojia zinazoweza kutengeneza filamu za tambarare za juu katika halijoto ya chini zinapaswa kutengenezwa. Filamu za SiN na SiOx zimesomwa kwa kina kwa kutumia plazma ya ECR na teknolojia mpya ya uwekaji mvuke wa kemikali ya plazma (PCVD) yenye plazma ya helikopta, na zimefikia kiwango cha vitendo katika matumizi ya filamu za kuhami joto za tabaka tofauti kwa saketi kubwa zilizounganishwa, n.k.