Plazma xüsusiyyətləri
Plazma ilə gücləndirilmiş kimyəvi buxar çökdürülməsində plazmanın təbiəti ondan ibarətdir ki, o, qaz fazasında kimyəvi reaksiyaları aktivləşdirmək üçün plazmadakı elektronların kinetik enerjisinə əsaslanır.Plazma ionların, elektronların, neytral atomların və molekulların toplusu olduğundan, makroskopik səviyyədə elektrik cəhətdən neytraldır.Plazmada böyük miqdarda enerji plazmanın daxili enerjisində saxlanılır.Plazma əvvəlcə isti plazma və soyuq plazmaya bölünür.PECVD sistemində aşağı təzyiqli qaz boşalması nəticəsində əmələ gələn soyuq plazmadır.Bir neçə yüz Pa-dan aşağı aşağı təzyiqli boşalma nəticəsində yaranan bu plazma qeyri-tarazlıq qaz plazmasıdır.
Bu plazmanın təbiəti aşağıdakı kimidir:
(1) Elektronların və ionların qeyri-müntəzəm istilik hərəkəti onların yönəldilmiş hərəkətini aşır.
(2) Onun ionlaşma prosesi əsasən sürətli elektronların qaz molekulları ilə toqquşması nəticəsində baş verir.
(3) Elektronların orta istilik hərəkət enerjisi molekullar, atomlar, ionlar və sərbəst radikallar kimi ağır hissəciklərinkindən 1-2 dərəcə yüksəkdir.
(4) Elektronların və ağır hissəciklərin toqquşmasından sonra enerji itkisi toqquşmalar arasındakı elektrik sahəsindən kompensasiya edilə bilər.
Aşağı temperaturlu qeyri-tarazlıq plazmasını az sayda parametrlərlə xarakterizə etmək çətindir, çünki bu, elektron temperaturu Te ilə ağır hissəciklərin Tj temperaturu ilə eyni olmayan PECVD sistemində aşağı temperaturlu qeyri-tarazlıq plazmasıdır.PECVD texnologiyasında plazmanın əsas funksiyası kimyəvi cəhətdən aktiv ionlar və sərbəst radikallar istehsal etməkdir.Bu ionlar və sərbəst radikallar qaz fazasında digər ionlar, atomlar və molekullarla reaksiyaya girir və ya qəfəsin zədələnməsinə və substrat səthində kimyəvi reaksiyalara səbəb olur və aktiv materialın məhsuldarlığı elektron sıxlığı, reaktivin konsentrasiyası və məhsuldarlıq əmsalından asılıdır.Başqa sözlə, aktiv materialın məhsuldarlığı elektrik sahəsinin gücündən, qaz təzyiqindən və toqquşma zamanı hissəciklərin orta sərbəst məsafəsindən asılıdır.Yüksək enerjili elektronların toqquşması nəticəsində plazmadakı reaksiyaya girən qaz dissosiasiya edildiyi üçün kimyəvi reaksiyanın aktivləşmə maneəsini aşmaq və reaktiv qazın temperaturunu azaltmaq olar.PECVD ilə adi CVD arasındakı əsas fərq kimyəvi reaksiyanın termodinamik prinsiplərinin fərqli olmasıdır.Plazmada qaz molekullarının dissosiasiyası qeyri-selektivdir, ona görə də PECVD tərəfindən qoyulmuş film təbəqəsi adi CVD-dən tamamilə fərqlidir.PECVD tərəfindən istehsal olunan faza tərkibi qeyri-tarazlıq unikal ola bilər və onun formalaşması artıq tarazlıq kinetikası ilə məhdudlaşmır.Ən tipik film təbəqəsi amorf vəziyyətdir.
PECVD xüsusiyyətləri
(1) Aşağı çökmə temperaturu.
(2) Membran/əsas materialın xətti genişlənmə əmsalının uyğunsuzluğu nəticəsində yaranan daxili gərginliyi azaldın.
(3) Çökmə sürəti nisbətən yüksəkdir, xüsusilə amorf və mikrokristal filmlərin alınması üçün əlverişli olan aşağı temperaturda çökmə.
PECVD-nin aşağı temperatur prosesi sayəsində termal zərər azaldıla bilər, film təbəqəsi ilə substrat materialı arasında qarşılıqlı diffuziya və reaksiya azaldıla bilər və s. yenidən iş üçün.Ultra geniş miqyaslı inteqral sxemlərin (VLSI, ULSI) istehsalı üçün PECVD texnologiyası Al elektrod naqillərinin formalaşmasından sonra son qoruyucu film kimi silisium nitrid plyonkasının (SiN) formalaşmasında uğurla tətbiq edilir, həmçinin düzləşdirmə və təbəqələrarası izolyasiya kimi silikon oksid filminin formalaşması.PECVD texnologiyası nazik təbəqəli cihazlar kimi, aktiv matris metodunda substrat kimi şüşədən istifadə edərək LCD displeylər və s. üçün nazik filmli tranzistorların (TFT) istehsalına da uğurla tətbiq edilmişdir.İnteqral sxemlərin daha geniş miqyasda inkişafı və daha yüksək inteqrasiya və mürəkkəb yarımkeçirici cihazların geniş istifadəsi ilə PECVD-nin daha aşağı temperaturda və daha yüksək elektron enerji proseslərində yerinə yetirilməsi tələb olunur.Bu tələbi ödəmək üçün daha aşağı temperaturda daha yüksək yastı filmləri sintez edə bilən texnologiyalar inkişaf etdirilməlidir.SiN və SiOx filmləri ECR plazması və spiral plazma ilə yeni plazma kimyəvi buxar çökmə (PCVD) texnologiyasından istifadə etməklə geniş şəkildə tədqiq edilmiş və daha böyük miqyaslı inteqral sxemlər üçün təbəqələrarası izolyasiya filmlərinin istifadəsində praktiki səviyyəyə çatmışdır.
Göndərmə vaxtı: 08 noyabr 2022-ci il