ప్లాస్మా ఎన్‌హాన్స్‌డ్ కెమికల్ వేపర్ డిపోజిషన్

ప్లాస్మా లక్షణాలు
ప్లాస్మా-మెరుగుపరచిన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణలో ప్లాస్మా యొక్క స్వభావం ఏమిటంటే, అది వాయు దశలో రసాయన చర్యలను ప్రేరేపించడానికి ప్లాస్మాలోని ఎలక్ట్రాన్ల గతి శక్తిపై ఆధారపడుతుంది. ప్లాస్మా అనేది అయాన్లు, ఎలక్ట్రాన్లు, తటస్థ పరమాణువులు మరియు అణువుల సముదాయం కాబట్టి, అది స్థూల స్థాయిలో విద్యుత్ పరంగా తటస్థంగా ఉంటుంది. ఒక ప్లాస్మాలో, అధిక మొత్తంలో శక్తి ప్లాస్మా యొక్క అంతర్గత శక్తిలో నిల్వ చేయబడుతుంది. ప్లాస్మాను ప్రాథమికంగా వేడి ప్లాస్మా మరియు చల్లని ప్లాస్మాగా విభజిస్తారు. PECVD వ్యవస్థలో, తక్కువ పీడన వాయు ఉత్సర్గం ద్వారా ఏర్పడేది చల్లని ప్లాస్మా. కొన్ని వందల పాస్కల్స్ కంటే తక్కువ పీడన ఉత్సర్గం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఈ ప్లాస్మా ఒక అసమతుల్య వాయు ప్లాస్మా.
ఈ ప్లాస్మా యొక్క స్వభావం ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
(1) ఎలక్ట్రాన్లు మరియు అయాన్ల క్రమరహిత ఉష్ణ చలనం వాటి నిర్దేశిత చలనాన్ని మించిపోతుంది.
(2) దీని అయనీకరణ ప్రక్రియ ప్రధానంగా వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్లు వాయు అణువులతో ఢీకొనడం వల్ల జరుగుతుంది.
(3) ఎలక్ట్రాన్ల సగటు ఉష్ణ చలన శక్తి అణువులు, పరమాణువులు, అయాన్లు మరియు స్వేచ్ఛా రాడికల్స్ వంటి భారీ కణాల కంటే 1 నుండి 2 పరిమాణ క్రమాలు ఎక్కువగా ఉంటుంది.
(4) ఎలక్ట్రాన్లు మరియు భారీ కణాల ఢీకొన్న తర్వాత శక్తి నష్టాన్ని ఘర్షణల మధ్య విద్యుత్ క్షేత్రం నుండి భర్తీ చేయవచ్చు.
తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల అసమతుల్య ప్లాస్మాను తక్కువ సంఖ్యలో పారామితులతో వర్గీకరించడం కష్టం, ఎందుకంటే ఇది ఒక PECVD వ్యవస్థలోని తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల అసమతుల్య ప్లాస్మా, ఇక్కడ ఎలక్ట్రాన్ ఉష్ణోగ్రత Te, భారీ కణాల ఉష్ణోగ్రత Tj తో సమానంగా ఉండదు. PECVD సాంకేతికతలో, ప్లాస్మా యొక్క ప్రాథమిక విధి రసాయనికంగా చురుకైన అయాన్లు మరియు ఫ్రీ-రాడికల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం. ఈ అయాన్లు మరియు ఫ్రీ-రాడికల్స్ వాయు దశలోని ఇతర అయాన్లు, పరమాణువులు మరియు అణువులతో చర్య జరుపుతాయి లేదా సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలంపై లాటిస్ నష్టాన్ని మరియు రసాయన చర్యలను కలిగిస్తాయి, మరియు చురుకైన పదార్థం యొక్క దిగుబడి ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత, రియాక్టెంట్ గాఢత మరియు దిగుబడి గుణకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, చురుకైన పదార్థం యొక్క దిగుబడి విద్యుత్ క్షేత్ర బలం, వాయు పీడనం మరియు అభిఘాత సమయంలో కణాల సగటు స్వేచ్ఛా పరిధిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అధిక-శక్తి ఎలక్ట్రాన్ల అభిఘాతం కారణంగా ప్లాస్మాలోని రియాక్టెంట్ వాయువు విచ్ఛిన్నం చెందుతున్నందున, రసాయన చర్య యొక్క యాక్టివేషన్ అవరోధాన్ని అధిగమించవచ్చు మరియు రియాక్టెంట్ వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించవచ్చు. PECVD మరియు సాంప్రదాయ CVD మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, రసాయన చర్య యొక్క థర్మోడైనమిక్ సూత్రాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ప్లాస్మాలో వాయు అణువుల విఘటన ఎంపికరహితంగా ఉంటుంది, కాబట్టి PECVD ద్వారా నిక్షేపించబడిన ఫిల్మ్ పొర సాంప్రదాయ CVD నుండి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. PECVD ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన దశ కూర్పు అసమతుల్యంగా ప్రత్యేకంగా ఉండవచ్చు మరియు దాని నిర్మాణం ఇకపై సమతుల్య గతిశాస్త్రం ద్వారా పరిమితం కాదు. అత్యంత సాధారణ ఫిల్మ్ పొర నిరాకార స్థితిలో ఉంటుంది.

PECVD లక్షణాలు
(1) తక్కువ నిక్షేపణ ఉష్ణోగ్రత.
(2) పొర/ఆధార పదార్థం యొక్క రేఖీయ విస్తరణ గుణకం యొక్క అసమతుల్యత వలన కలిగే అంతర్గత ఒత్తిడిని తగ్గించండి.
(3) నిక్షేపణ రేటు సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ముఖ్యంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత నిక్షేపణ, ఇది నిరాకార మరియు సూక్ష్మస్ఫటికాకార పొరలను పొందడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

PECVD యొక్క తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ప్రక్రియ కారణంగా, ఉష్ణ నష్టాన్ని తగ్గించవచ్చు, ఫిల్మ్ పొర మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ పదార్థం మధ్య పరస్పర వ్యాప్తి మరియు ప్రతిచర్యను తగ్గించవచ్చు, మొదలైనవి. అందువల్ల, ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను తయారు చేయడానికి ముందే లేదా పునఃపని అవసరం కారణంగా పూత పూయవచ్చు. అల్ట్రా-లార్జ్ స్కేల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల (VLSI, ULSI) తయారీ కోసం, Al ఎలక్ట్రోడ్ వైరింగ్ ఏర్పడిన తర్వాత తుది రక్షిత ఫిల్మ్‌గా సిలికాన్ నైట్రైడ్ ఫిల్మ్ (SiN) ఏర్పరచడానికి, అలాగే ఇంటర్‌లేయర్ ఇన్సులేషన్‌గా సిలికాన్ ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను చదును చేయడానికి మరియు ఏర్పరచడానికి PECVD సాంకేతికతను విజయవంతంగా వర్తింపజేస్తున్నారు. థిన్-ఫిల్మ్ పరికరాలుగా, యాక్టివ్ మ్యాట్రిక్స్ పద్ధతిలో సబ్‌స్ట్రేట్‌గా గాజును ఉపయోగించి, LCD డిస్‌ప్లేలు మొదలైన వాటి కోసం థిన్-ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల (TFTలు) తయారీకి కూడా PECVD సాంకేతికతను విజయవంతంగా వర్తింపజేశారు. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు పెద్ద స్థాయికి మరియు అధిక ఇంటిగ్రేషన్‌కు అభివృద్ధి చెందడం మరియు కాంపౌండ్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల విస్తృత వినియోగంతో, PECVDని తక్కువ ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక ఎలక్ట్రాన్ శక్తి ప్రక్రియలలో నిర్వహించాల్సిన అవసరం ఉంది. ఈ అవసరాన్ని తీర్చడానికి, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అధిక చదునుదనం గల ఫిల్మ్‌లను సంశ్లేషణ చేయగల సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయాల్సి ఉంది. SiN మరియు SiOx ఫిల్మ్‌లను ECR ప్లాస్మా మరియు హెలికల్ ప్లాస్మాతో కూడిన కొత్త ప్లాస్మా కెమికల్ వేపర్ డిపోజిషన్ (PCVD) టెక్నాలజీని ఉపయోగించి విస్తృతంగా అధ్యయనం చేశారు, మరియు ఇవి పెద్ద స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు మొదలైన వాటిలో ఇంటర్‌లేయర్ ఇన్సులేషన్ ఫిల్మ్‌ల వాడకంలో ఆచరణాత్మక స్థాయికి చేరుకున్నాయి.