پلازما بڑھا ہوا کیمیائی بخارات کا ذخیرہ

پلازما کی خصوصیات
پلازما سے بڑھے ہوئے کیمیائی بخارات کے جمع ہونے میں پلازما کی نوعیت یہ ہے کہ یہ گیس کے مرحلے میں کیمیائی رد عمل کو چالو کرنے کے لیے پلازما میں موجود الیکٹرانوں کی حرکی توانائی پر انحصار کرتا ہے۔ چونکہ پلازما آئنوں، الیکٹرانوں، غیر جانبدار ایٹموں اور مالیکیولز کا مجموعہ ہے، یہ میکروسکوپک سطح پر برقی طور پر غیر جانبدار ہے۔ پلازما میں، پلازما کی اندرونی توانائی میں بڑی مقدار میں توانائی ذخیرہ کی جاتی ہے۔ پلازما کو اصل میں گرم پلازما اور سرد پلازما میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ پی ای سی وی ڈی سسٹم میں یہ کولڈ پلازما ہے جو کم پریشر گیس خارج ہونے سے بنتا ہے۔ یہ پلازما چند سو Pa سے نیچے کم دباؤ کے خارج ہونے سے پیدا ہونے والا ایک غیر متوازن گیس پلازما ہے۔
اس پلازما کی نوعیت مندرجہ ذیل ہے:
(1) الیکٹرانوں اور آئنوں کی فاسد تھرمل حرکت ان کی ہدایت شدہ حرکت سے زیادہ ہے۔
(2) اس کی آئنائزیشن کا عمل بنیادی طور پر گیس کے مالیکیولز کے ساتھ تیز الیکٹرانوں کے تصادم کی وجہ سے ہوتا ہے۔
(3) الیکٹرانوں کی اوسط تھرمل حرکت توانائی بھاری ذرات، جیسے مالیکیولز، ایٹموں، آئنوں اور آزاد ریڈیکلز سے 1 سے 2 آرڈرز زیادہ ہے۔
(4) الیکٹران اور بھاری ذرات کے تصادم کے بعد توانائی کے نقصان کی تلافی تصادم کے درمیان برقی میدان سے کی جا سکتی ہے۔
پیرامیٹر کی ایک چھوٹی تعداد کے ساتھ کم درجہ حرارت کے عدم توازن والے پلازما کی خصوصیت کرنا مشکل ہے، کیونکہ یہ PECVD نظام میں کم درجہ حرارت کا عدم توازن پلازما ہے، جہاں الیکٹران کا درجہ حرارت Te بھاری ذرات کے درجہ حرارت Tj جیسا نہیں ہے۔ PECVD ٹیکنالوجی میں، پلازما کا بنیادی کام کیمیاوی طور پر فعال آئنوں اور فری ریڈیکلز کو پیدا کرنا ہے۔ یہ آئن اور فری ریڈیکل گیس کے مرحلے میں دوسرے آئنوں، ایٹموں اور مالیکیولز کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں یا سبسٹریٹ کی سطح پر جالیوں کو نقصان پہنچاتے ہیں اور کیمیائی رد عمل کا سبب بنتے ہیں، اور فعال مادّے کی پیداوار الیکٹران کی کثافت، ری ایکٹنٹ ارتکاز اور پیداوار کے گتانک کا کام ہے۔ دوسرے لفظوں میں، فعال مواد کی پیداوار کا انحصار برقی میدان کی طاقت، گیس کے دباؤ، اور تصادم کے وقت ذرات کی اوسط فری رینج پر ہوتا ہے۔ چونکہ پلازما میں ری ایکٹنٹ گیس اعلی توانائی والے الیکٹرانوں کے تصادم کی وجہ سے الگ ہوجاتی ہے، کیمیائی رد عمل کی ایکٹیویشن رکاوٹ کو دور کیا جاسکتا ہے اور ری ایکٹنٹ گیس کے درجہ حرارت کو کم کیا جاسکتا ہے۔ PECVD اور روایتی CVD کے درمیان بنیادی فرق یہ ہے کہ کیمیائی رد عمل کے تھرموڈینامک اصول مختلف ہیں۔ پلازما میں گیس کے مالیکیولز کا انحطاط غیر منتخب ہے، اس لیے PECVD کے ذریعے جمع کی گئی فلمی تہہ روایتی CVD سے بالکل مختلف ہے۔ PECVD کی طرف سے تیار کردہ فیز کمپوزیشن غیر متوازن ہو سکتی ہے، اور اس کی تشکیل اب توازن حرکیات کے ذریعے محدود نہیں ہے۔ سب سے عام فلمی پرت بے ساختہ حالت ہے۔

PECVD خصوصیات
(1) کم جمع درجہ حرارت۔
(2) جھلی/بیس مواد کے لکیری توسیعی گتانک کے مماثلت کی وجہ سے پیدا ہونے والے اندرونی تناؤ کو کم کریں۔
(3) جمع کرنے کی شرح نسبتاً زیادہ ہے، خاص طور پر کم درجہ حرارت کا ذخیرہ، جو بے ساختہ اور مائیکرو کرسٹل لائن فلموں کے حصول کے لیے موزوں ہے۔

PECVD کے کم درجہ حرارت کے عمل کی وجہ سے، تھرمل نقصان کو کم کیا جا سکتا ہے، فلم کی تہہ اور سبسٹریٹ مواد کے درمیان باہمی پھیلاؤ اور رد عمل کو کم کیا جا سکتا ہے، وغیرہ، تاکہ الیکٹرانک پرزوں کو بنانے سے پہلے یا دوبارہ کام کی ضرورت کی وجہ سے دونوں کو کوٹ کیا جا سکے۔ الٹرا لارج سکیل انٹیگریٹڈ سرکٹس (VLSI, ULSI) کی تیاری کے لیے PECVD ٹیکنالوجی کو کامیابی کے ساتھ الیکٹروڈ وائرنگ کی تشکیل کے بعد حتمی حفاظتی فلم کے طور پر سلکان نائٹرائڈ فلم (SiN) کی تشکیل کے ساتھ ساتھ فلیٹننگ اور سلیکون آکسائیڈ فلم کو انٹر لیئر انسولیشن کے طور پر بنانے کے لیے کامیابی سے لاگو کیا جاتا ہے۔ پتلی فلم کے آلات کے طور پر، PECVD ٹیکنالوجی کو LCD ڈسپلے وغیرہ کے لیے پتلی فلم ٹرانزسٹرز (TFTs) کی تیاری میں بھی کامیابی کے ساتھ لاگو کیا گیا ہے، فعال میٹرکس کے طریقہ کار میں شیشے کو سبسٹریٹ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے۔ انٹیگریٹڈ سرکٹس کو بڑے پیمانے پر اور اعلی انضمام اور کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر آلات کے وسیع پیمانے پر استعمال کے ساتھ، PECVD کو کم درجہ حرارت اور اعلی الیکٹران توانائی کے عمل پر انجام دینے کی ضرورت ہے۔ اس ضرورت کو پورا کرنے کے لیے، ایسی ٹیکنالوجیز تیار کی جانی ہیں جو کم درجہ حرارت پر زیادہ فلیٹنیس فلموں کی ترکیب کر سکیں۔ SiN اور SiOx فلموں کا ECR پلازما اور ہیلیکل پلازما کے ساتھ ایک نئی پلازما کیمیائی بخارات جمع کرنے (PCVD) ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے، اور بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹس وغیرہ کے لیے انٹرلیئر انسولیشن فلموں کے استعمال میں عملی سطح تک پہنچ چکے ہیں۔