Plazmanyň häsiýetleri
Plazma bilen güýçlendirilen himiki bug çökündisinde plazmanyň tebigaty, gaz fazasyndaky himiki reaksiýalary işjeňleşdirmek üçin plazmadaky elektronlaryň kinetik energiýasyna daýanýandygyndan ybaratdyr. Plazma ionlaryň, elektronlaryň, neýtral atomlaryň we molekulalaryň toplumy bolany üçin, makroskopik derejede elektrik taýdan neýtraldyr. Plazmada köp mukdarda energiýa plazmanyň içki energiýasynda saklanýar. Plazma aslynda gyzgyn plazma we sowuk plazma bölünýär. PECVD ulgamynda pes basyşly gaz boşalmasy bilen emele gelýän sowuk plazmadyr. Birnäçe ýüz Pa-dan aşak pes basyşly boşalma bilen emele gelen bu plazma deňagramly däl gaz plazmasydyr.
Bu plazmanyň tebigaty aşakdaky ýaly:
(1) Elektronlaryň we ionlaryň düzgünsiz termal hereketi olaryň gönükdirilen hereketinden ýokary bolýar.
(2) Onuň ionlaşma prosesi, esasan, çalt elektronlaryň gaz molekulalary bilen çaknyşmagyndan ýüze çykýar.
(3) Elektronlaryň ortaça ýylylyk hereket energiýasy molekulalar, atomlar, ionlar we erkin radikallar ýaly agyr bölejikleriňkiden 1-2 esse ýokarydyr.
(4) Elektronlaryň we agyr bölejikleriň çakyşmasyndan soň energiýa ýitgisi çakyşmalaryň arasyndaky elektrik meýdanyndan öwezini dolup bolýar.
Pes temperaturaly deňagramly däl plazmany az sanly parametrleri bilen häsiýetlendirmek kyn, sebäbi ol PECVD ulgamyndaky pes temperaturaly deňagramly däl plazma bolup, elektron temperaturasy Te agyr bölejikleriň temperaturasy Tj bilen birmeňzeş däl. PECVD tehnologiýasynda plazmanyň esasy wezipesi himiki taýdan aktiw ionlary we erkin radikallary öndürmekdir. Bu ionlar we erkin radikallar gaz fazasynda beýleki ionlar, atomlar we molekulalar bilen reaksiýa girýär ýa-da substrat ýüzünde tor zeperlenmesine we himiki reaksiýalara sebäp bolýar we aktiw materialyň çykarylyşy elektron dykyzlygynyň, reaksiýa konsentrasiýasynyň we çykaryş koeffisiýentiniň funksiýasydyr. Başgaça aýdylanda, aktiw materialyň çykarylyşy elektrik meýdanynyň güýjüne, gazyň basyşyna we çaknyşma wagtynda bölejikleriň ortaça erkin aralygyna baglydyr. Plazmadaky reaksiýa gazy ýokary energiýaly elektronlaryň çaknyşmasy sebäpli bölünýärkä, himiki reaksiýanyň aktiwleşdiriş päsgelçiligini ýeňip geçip bolýar we reaksiýa gazynyň temperaturasyny peseldip bolýar. PECVD bilen adaty CVD-niň arasyndaky esasy tapawut himiki reaksiýanyň termodinamik prinsipleriniň tapawutly bolmagydyr. Plazmadaky gaz molekulalarynyň dissosiasiýasy saýlama däl, şonuň üçin PECVD tarapyndan goýlan plýonka gatlagy adaty CVD-den düýbünden tapawutlanýar. PECVD tarapyndan öndürilen faza düzümi deňagramly däl özboluşly bolup biler we onuň emele gelmegi indi deňagramlylyk kinetikasy bilen çäklenmeýär. Iň tipik plýonka gatlagy amorf ýagdaýdyr.
PECVD aýratynlyklary
(1) Çöküntüleriň pes temperaturasy.
(2) Membrananyň/esas materialynyň çyzykly giňelme koeffisiýentiniň gabat gelmezligi sebäpli döreýän içki dartgynlylygy azaldyň.
(3) Çökme tizligi, esasanam pes temperaturada çökme, amorf we mikrokristal plýonkalary almaga amatlydyr.
PECVD-niň pes temperatura prosesi sebäpli, termal zyýan azaldylyp, plýonka gatlagy bilen substrat materialynyň arasyndaky özara diffuziýa we reaksiýa azaldylyp bilner we ş.m., şonuň üçin elektron bölekleri ýasalmazdan öň ýa-da gaýtadan işlemegiň zerurlygy sebäpli örtülip bilner. Ultra uly göwrümli integral mikrosxemalaryň (VLSI, ULSI) öndürilmegi üçin PECVD tehnologiýasy Al elektrod simleriniň emele gelmeginden soň soňky gorag plýonkasy hökmünde kremniý nitridi plýonkasynyň (SiN) emele gelmeginde, şeýle hem gatlakara izolýasiýa hökmünde kremniý oksidi plýonkasynyň tekizlenmeginde we emele gelmeginde üstünlikli ulanylýar. Inçe plýonkaly enjamlar hökmünde, PECVD tehnologiýasy LCD displeýler we ş.m. üçin inçe plýonkaly tranzistorlaryň (TFT) öndürilmeginde hem üstünlikli ulanyldy, aýnany aktiw matrisa usulynda substrat hökmünde ulanýar. Integral mikrosxemalaryň has uly göwrümli we ýokary integrasiýaly ösmegi we birleşen ýarymgeçiriji enjamlaryň giňden ulanylmagy bilen, PECVD-niň pes temperaturada we ýokary elektron energiýasy proseslerinde ýerine ýetirilmegi talap edilýär. Bu talaby kanagatlandyrmak üçin, pes temperaturada ýokary tekizlik plýonkalaryny sintezläp bilýän tehnologiýalar işlenip düzülmelidir. SiN we SiOx plyonkalary ECR plazmasy we spiral plazma bilen täze plazma himiki bug çökündisi (PCVD) tehnologiýasy ulanylyp giňden öwrenildi we has uly göwrümli integral mikrosxemalar we ş.m. üçin gatlakara izolýasiýa plyonkalaryny ulanmakda amaly derejä ýetdi.
Ýerleşdirilen wagty: 2022-nji ýylyň 8-nji noýabry