Plazma xususiyatlari
Plazma bilan kuchaytirilgan kimyoviy bug'lanishdagi plazmaning tabiati shundaki, u gaz fazasidagi kimyoviy reaksiyalarni faollashtirish uchun plazmadagi elektronlarning kinetik energiyasiga tayanadi. Plazma ionlar, elektronlar, neytral atomlar va molekulalar to'plami bo'lgani uchun, u makroskopik darajada elektr neytraldir. Plazmada plazmaning ichki energiyasida katta miqdorda energiya saqlanadi. Plazma dastlab issiq plazma va sovuq plazmaga bo'linadi. PECVD tizimida bu past bosimli gaz razryadi natijasida hosil bo'lgan sovuq plazma. Bir necha yuz Pa dan past bosimli razryad natijasida hosil bo'lgan bu plazma muvozanatsiz gaz plazmasidir.
Ushbu plazmaning tabiati quyidagicha:
(1) Elektronlar va ionlarning tartibsiz issiqlik harakati ularning yo'naltirilgan harakatidan oshib ketadi.
(2) Uning ionlanish jarayoni asosan tez elektronlarning gaz molekulalari bilan to'qnashuvi natijasida yuzaga keladi.
(3) Elektronlarning o'rtacha issiqlik harakat energiyasi molekulalar, atomlar, ionlar va erkin radikallar kabi og'ir zarrachalarnikidan 1-2 daraja kattaroqdir.
(4) Elektronlar va og'ir zarrachalar to'qnashuvidan keyin energiya yo'qotilishi to'qnashuvlar orasidagi elektr maydonidan qoplanishi mumkin.
Past haroratli muvozanatsiz plazmani oz sonli parametrlar bilan tavsiflash qiyin, chunki u PECVD tizimidagi past haroratli muvozanatsiz plazma bo'lib, bu yerda elektron harorati Te og'ir zarrachalarning harorati Tj bilan bir xil emas. PECVD texnologiyasida plazmaning asosiy vazifasi kimyoviy faol ionlar va erkin radikallarni hosil qilishdir. Bu ionlar va erkin radikallar gaz fazasida boshqa ionlar, atomlar va molekulalar bilan reaksiyaga kirishadi yoki panjara shikastlanishiga va substrat yuzasida kimyoviy reaksiyalarga sabab bo'ladi va faol materialning chiqishi elektron zichligi, reaktiv konsentratsiyasi va hosil koeffitsientining funktsiyasidir. Boshqacha qilib aytganda, faol materialning chiqishi elektr maydon kuchiga, gaz bosimiga va to'qnashuv paytidagi zarrachalarning o'rtacha erkin diapazoniga bog'liq. Plazmadagi reaktiv gaz yuqori energiyali elektronlarning to'qnashuvi tufayli dissotsiatsiyalanganligi sababli, kimyoviy reaksiyaning faollashuv to'sig'ini yengib o'tish va reaktiv gazning haroratini pasaytirish mumkin. PECVD va an'anaviy CVD o'rtasidagi asosiy farq shundaki, kimyoviy reaksiyaning termodinamik tamoyillari boshqacha. Plazmadagi gaz molekulalarining dissotsiatsiyasi tanlanmaydi, shuning uchun PECVD tomonidan qo'yilgan plyonka qatlami an'anaviy CVDdan butunlay farq qiladi. PECVD tomonidan hosil qilingan faza tarkibi muvozanatsiz noyob bo'lishi mumkin va uning hosil bo'lishi endi muvozanat kinetikasi bilan cheklanmaydi. Eng tipik plyonka qatlami amorf holatdir.
PECVD xususiyatlari
(1) Past cho'kma harorati.
(2) Membrana/asos materialining chiziqli kengayish koeffitsientining nomuvofiqligi natijasida yuzaga keladigan ichki stressni kamaytiring.
(3) Cho'kish tezligi nisbatan yuqori, ayniqsa past haroratli cho'kish, bu amorf va mikrokristalli plyonkalarni olish uchun qulaydir.
PECVD ning past haroratli jarayoni tufayli issiqlik shikastlanishi kamayishi, plyonka qatlami va substrat materiali o'rtasidagi o'zaro diffuziya va reaksiya kamayishi mumkin va hokazo, shuning uchun elektron komponentlar ishlab chiqarilishidan oldin ham, qayta ishlash zarurati tufayli ham qoplanishi mumkin. Ultra katta o'lchamli integral mikrosxemalar (VLSI, ULSI) ishlab chiqarish uchun PECVD texnologiyasi Al elektrod simlari hosil bo'lgandan keyin oxirgi himoya plyonkasi sifatida kremniy nitrid plyonkasini (SiN) hosil qilishda, shuningdek, qatlamlararo izolyatsiya sifatida kremniy oksidi plyonkasini tekislash va hosil qilishda muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. Yupqa plyonkali qurilmalar sifatida PECVD texnologiyasi faol matritsa usulida substrat sifatida shishadan foydalangan holda LCD displeylar va boshqalar uchun yupqa plyonkali tranzistorlar (TFT) ishlab chiqarishda ham muvaffaqiyatli qo'llanildi. Integral mikrosxemalarning kengroq va yuqori integratsiyaga rivojlanishi va aralash yarimo'tkazgichli qurilmalarning keng qo'llanilishi bilan PECVD past haroratlarda va yuqori elektron energiyasi jarayonlarida bajarilishi kerak. Ushbu talabni qondirish uchun past haroratlarda yuqori yassilik plyonkalarini sintez qila oladigan texnologiyalar ishlab chiqilishi kerak. SiN va SiOx plyonkalari ECR plazmasi va spiral plazmali yangi plazma kimyoviy bug'lanish cho'ktirish (PCVD) texnologiyasi yordamida keng qamrovli o'rganildi va kattaroq o'lchamli integral mikrosxemalar va boshqalar uchun qatlamlararo izolyatsiya plyonkalaridan foydalanishda amaliy darajaga yetdi.
Nashr vaqti: 2022-yil 8-noyabr