Plasma omadused
Plasma olemus plasmaga täiustatud keemilise aur-sadestamise korral seisneb selles, et see toetub plasmas olevate elektronide kineetilisele energiale, et aktiveerida gaasifaasis toimuvad keemilised reaktsioonid.Kuna plasma on ioonide, elektronide, neutraalsete aatomite ja molekulide kogum, on see makroskoopilisel tasemel elektriliselt neutraalne.Plasmas salvestub suur hulk energiat plasma siseenergiasse.Plasma jaguneb algselt kuumaks ja külmaks plasmaks.PECVD süsteemis on see külm plasma, mis tekib madalrõhu gaasilahendusel.See plasma, mis tekib madalrõhulahendusel alla paarisaja Pa, on mittetasakaaluline gaasiplasma.
Selle plasma olemus on järgmine:
(1) Elektronide ja ioonide ebaregulaarne soojusliikumine ületab nende suunatud liikumist.
(2) Selle ionisatsiooniprotsess on peamiselt põhjustatud kiirete elektronide kokkupõrkest gaasimolekulidega.
(3) Elektronide keskmine soojusliikumise energia on 1–2 suurusjärku suurem raskete osakeste, nagu molekulide, aatomite, ioonide ja vabade radikaalide omast.
(4) Energiakadu pärast elektronide ja raskete osakeste kokkupõrget saab kompenseerida kokkupõrgetevahelise elektriväljaga.
Väikese arvu parameetritega madalatemperatuurilist mittetasakaaluplasmat on raske iseloomustada, kuna tegemist on madalatemperatuurilise mittetasakaaluplasmaga PECVD süsteemis, kus elektronide temperatuur Te ei ole sama, mis raskete osakeste temperatuur Tj.PECVD-tehnoloogias on plasma peamine ülesanne keemiliselt aktiivsete ioonide ja vabade radikaalide tootmine.Need ioonid ja vabad radikaalid reageerivad gaasifaasis teiste ioonide, aatomite ja molekulidega või põhjustavad substraadi pinnal võrekahjustusi ja keemilisi reaktsioone ning aktiivse materjali saagis sõltub elektrontihedusest, reaktiivi kontsentratsioonist ja saagiskoefitsiendist.Teisisõnu sõltub aktiivse materjali saagis elektrivälja tugevusest, gaasi rõhust ja osakeste keskmisest vabast levialast kokkupõrke hetkel.Kuna plasmas olev reageeriv gaas dissotsieerub suure energiaga elektronide kokkupõrke tõttu, saab keemilise reaktsiooni aktivatsioonibarjääri ületada ja reageeriva gaasi temperatuuri alandada.Peamine erinevus PECVD ja tavapärase CVD vahel seisneb selles, et keemilise reaktsiooni termodünaamilised põhimõtted on erinevad.Gaasi molekulide dissotsiatsioon plasmas ei ole selektiivne, seega on PECVD-ga sadestatud kilekiht täiesti erinev tavapärasest CVD-st.PECVD-ga toodetud faasikompositsioon võib olla mittetasakaaluline ainulaadne ja selle moodustumist ei piira enam tasakaalukineetika.Kõige tüüpilisem kilekiht on amorfne olek.
PECVD funktsioonid
(1) Madal sadestustemperatuur.
(2) Vähendage sisemist pinget, mis on põhjustatud membraani/alusmaterjali lineaarse paisumisteguri mittevastavusest.
(3) Sadestamiskiirus on suhteliselt kõrge, eriti madala temperatuuriga sadestamine, mis soodustab amorfsete ja mikrokristalliliste kilede saamist.
Tänu PECVD madala temperatuuriga protsessile saab vähendada termilisi kahjustusi, vähendada vastastikust difusiooni ja reaktsiooni kilekihi ja alusmaterjali vahel jne, nii et elektroonikakomponente saab katta nii enne nende valmistamist kui ka vajaduse tõttu. ümbertöötamiseks.Ülisuurte integraallülituste (VLSI, ULSI) tootmiseks rakendatakse PECVD-tehnoloogiat edukalt räninitriidkile (SiN) moodustamisel lõpliku kaitsekilena pärast Al-elektroodijuhtmestiku moodustamist, samuti lamestamise ja ränioksiidkile moodustamine vahekihi isolatsioonina.Õhukese kilega seadmetena on PECVD-tehnoloogiat edukalt rakendatud ka vedelkristallekraanide jms õhukese kiletransistoride (TFT) valmistamisel, kasutades aktiivmaatriksmeetodil substraadina klaasi.Integraallülituste arendamisel suuremas mahus ja suurema integratsiooniga ning liitpooljuhtseadmete laialdase kasutamisega tuleb PECVD läbi viia madalamal temperatuuril ja kõrgema elektronenergiaga protsessides.Selle nõude täitmiseks tuleb välja töötada tehnoloogiad, mis suudavad sünteesida kõrgema tasapinnaga kilesid madalamatel temperatuuridel.SiN ja SiOx kilesid on põhjalikult uuritud, kasutades ECR plasmat ja uut plasma keemilise aurustamise-sadestamise (PCVD) tehnoloogiat koos spiraalse plasmaga ning need on saavutanud praktilise taseme kihtidevaheliste isolatsioonikilede kasutamisel suuremahuliste integraallülituste jms jaoks.
Postitusaeg: nov-08-2022