பிளாஸ்மா மேம்படுத்தப்பட்ட வேதியியல் நீராவி படிவு

பிளாஸ்மா பண்புகள்
பிளாஸ்மா-மேம்படுத்தப்பட்ட வேதியியல் நீராவி படிவில் பிளாஸ்மாவின் தன்மை என்னவென்றால், அது வாயு கட்டத்தில் வேதியியல் எதிர்வினைகளைச் செயல்படுத்த பிளாஸ்மாவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் இயக்க ஆற்றலைச் சார்ந்துள்ளது. பிளாஸ்மா என்பது அயனிகள், எலக்ட்ரான்கள், நடுநிலை அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் தொகுப்பாக இருப்பதால், அது மேக்ரோஸ்கோபிக் மட்டத்தில் மின் நடுநிலையானது. ஒரு பிளாஸ்மாவில், பிளாஸ்மாவின் உள் ஆற்றலில் அதிக அளவு ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது. பிளாஸ்மா முதலில் சூடான பிளாஸ்மா மற்றும் குளிர் பிளாஸ்மா என பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. PECVD அமைப்பில் இது குளிர் பிளாஸ்மா ஆகும், இது குறைந்த அழுத்த வாயு வெளியேற்றத்தால் உருவாகிறது. சில நூறு பாசுக்குக் கீழே குறைந்த அழுத்த வெளியேற்றத்தால் உற்பத்தி செய்யப்படும் இந்த பிளாஸ்மா சமநிலையற்ற வாயு பிளாஸ்மா ஆகும்.
இந்த பிளாஸ்மாவின் தன்மை பின்வருமாறு:
(1) எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகளின் ஒழுங்கற்ற வெப்ப இயக்கம் அவற்றின் இயக்கிய இயக்கத்தை மீறுகிறது.
(2) அதன் அயனியாக்கம் செயல்முறை முக்கியமாக வேகமான எலக்ட்ரான்கள் வாயு மூலக்கூறுகளுடன் மோதுவதால் ஏற்படுகிறது.
(3) எலக்ட்ரான்களின் சராசரி வெப்ப இயக்க ஆற்றல், மூலக்கூறுகள், அணுக்கள், அயனிகள் மற்றும் ஃப்ரீ ரேடிக்கல்கள் போன்ற கனமான துகள்களை விட 1 முதல் 2 ஆர்டர் அளவு அதிகமாகும்.
(4) எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் கனமான துகள்களின் மோதலுக்குப் பிறகு ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பை மோதல்களுக்கு இடையிலான மின்சார புலத்திலிருந்து ஈடுசெய்ய முடியும்.
குறைந்த எண்ணிக்கையிலான அளவுருக்கள் கொண்ட குறைந்த வெப்பநிலை சமநிலையற்ற பிளாஸ்மாவை வகைப்படுத்துவது கடினம், ஏனெனில் இது ஒரு PECVD அமைப்பில் குறைந்த வெப்பநிலை சமநிலையற்ற பிளாஸ்மா ஆகும், அங்கு எலக்ட்ரான் வெப்பநிலை Te கனமான துகள்களின் வெப்பநிலை Tj ஐப் போலவே இருக்காது. PECVD தொழில்நுட்பத்தில், பிளாஸ்மாவின் முதன்மை செயல்பாடு வேதியியல் ரீதியாக செயல்படும் அயனிகள் மற்றும் ஃப்ரீ-ரேடிக்கல்களை உருவாக்குவதாகும். இந்த அயனிகள் மற்றும் ஃப்ரீ-ரேடிக்கல்கள் வாயு கட்டத்தில் உள்ள மற்ற அயனிகள், அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளுடன் வினைபுரிகின்றன அல்லது அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் லேட்டிஸ் சேதம் மற்றும் வேதியியல் எதிர்வினைகளை ஏற்படுத்துகின்றன, மேலும் செயலில் உள்ள பொருளின் மகசூல் எலக்ட்ரான் அடர்த்தி, வினைபுரியும் செறிவு மற்றும் மகசூல் குணகம் ஆகியவற்றின் செயல்பாடாகும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், செயலில் உள்ள பொருளின் மகசூல் மின்சார புல வலிமை, வாயு அழுத்தம் மற்றும் மோதலின் போது துகள்களின் சராசரி இலவச வரம்பைப் பொறுத்தது. பிளாஸ்மாவில் உள்ள வினைபுரியும் வாயு உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களின் மோதலால் பிரிந்து செல்வதால், வேதியியல் எதிர்வினையின் செயல்படுத்தும் தடையை கடக்க முடியும் மற்றும் வினைபுரியும் வாயுவின் வெப்பநிலையைக் குறைக்க முடியும். PECVD மற்றும் வழக்கமான CVD க்கு இடையிலான முக்கிய வேறுபாடு என்னவென்றால், வேதியியல் எதிர்வினையின் வெப்ப இயக்கவியல் கொள்கைகள் வேறுபட்டவை. பிளாஸ்மாவில் வாயு மூலக்கூறுகளின் பிரிதல் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டதல்ல, எனவே PECVD ஆல் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட படல அடுக்கு வழக்கமான CVD இலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்டது. PECVD ஆல் உற்பத்தி செய்யப்படும் கட்ட கலவை சமநிலையற்றதாக இருக்கலாம், மேலும் அதன் உருவாக்கம் இனி சமநிலை இயக்கவியலால் வரையறுக்கப்படவில்லை. மிகவும் பொதுவான படல அடுக்கு உருவமற்ற நிலை.

PECVD அம்சங்கள்
(1) குறைந்த படிவு வெப்பநிலை.
(2) சவ்வு/அடிப்படைப் பொருளின் நேரியல் விரிவாக்கக் குணகம் பொருந்தாததால் ஏற்படும் உள் அழுத்தத்தைக் குறைக்கவும்.
(3) படிவு விகிதம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, குறிப்பாக குறைந்த வெப்பநிலை படிவு, இது உருவமற்ற மற்றும் நுண் படிகப் படலங்களைப் பெறுவதற்கு உகந்ததாகும்.

PECVD இன் குறைந்த வெப்பநிலை செயல்முறை காரணமாக, வெப்ப சேதத்தைக் குறைக்க முடியும், படல அடுக்குக்கும் அடி மூலக்கூறு பொருளுக்கும் இடையிலான பரஸ்பர பரவல் மற்றும் எதிர்வினையைக் குறைக்க முடியும், இதனால் மின்னணு கூறுகள் தயாரிக்கப்படுவதற்கு முன்பு அல்லது மறுவேலை தேவைப்படுவதால் பூசப்படலாம். அல்ட்ரா-லார்ஜ் அளவிலான ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் (VLSI, ULSI) தயாரிப்பதற்கு, PECVD தொழில்நுட்பம் Al மின்முனை வயரிங் உருவான பிறகு இறுதி பாதுகாப்பு படலமாக சிலிக்கான் நைட்ரைடு படலத்தை (SiN) உருவாக்குவதற்கும், தட்டையாக்குவதற்கும், இடை அடுக்கு காப்புப் பொருளாக சிலிக்கான் ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்குவதற்கும் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மெல்லிய-படல சாதனங்களாக, செயலில் உள்ள மேட்ரிக்ஸ் முறையில் கண்ணாடியை அடி மூலக்கூறாகப் பயன்படுத்தி, LCD காட்சிகள் போன்றவற்றிற்கான மெல்லிய-படல டிரான்சிஸ்டர்கள் (TFTகள்) தயாரிப்பதற்கும் PECVD தொழில்நுட்பம் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் மற்றும் அதிக ஒருங்கிணைப்புக்கான வளர்ச்சி மற்றும் கூட்டு குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் பரவலான பயன்பாடு ஆகியவற்றுடன், PECVD குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் அதிக எலக்ட்ரான் ஆற்றல் செயல்முறைகளில் செய்யப்பட வேண்டும். இந்தத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்ய, குறைந்த வெப்பநிலையில் அதிக தட்டையான படலங்களை ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய தொழில்நுட்பங்கள் உருவாக்கப்பட வேண்டும். SiN மற்றும் SiOx படலங்கள் ECR பிளாஸ்மா மற்றும் ஹெலிகல் பிளாஸ்மாவுடன் கூடிய புதிய பிளாஸ்மா வேதியியல் நீராவி படிவு (PCVD) தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன, மேலும் பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் போன்றவற்றுக்கு இடை அடுக்கு காப்பு படலங்களைப் பயன்படுத்துவதில் நடைமுறை நிலையை எட்டியுள்ளன.