Svojstva plazme
Priroda plazme u plazma pojačanom kemijskom taloženju iz pare je da se oslanja na kinetičku energiju elektrona u plazmi za aktiviranje kemijskih reakcija u plinovitoj fazi.Budući da je plazma skup iona, elektrona, neutralnih atoma i molekula, ona je električki neutralna na makroskopskoj razini.U plazmi je velika količina energije pohranjena u unutarnjoj energiji plazme.Plazma se izvorno dijeli na vruću plazmu i hladnu plazmu.u PECVD sustavu to je hladna plazma koja nastaje plinskim pražnjenjem pod niskim tlakom.Ova plazma proizvedena pražnjenjem niskog tlaka ispod nekoliko stotina Pa je neravnotežna plinska plazma.
Priroda ove plazme je sljedeća:
(1) Nepravilno toplinsko gibanje elektrona i iona premašuje njihovo usmjereno gibanje.
(2) Njegov proces ionizacije uglavnom je uzrokovan sudarom brzih elektrona s molekulama plina.
(3) Prosječna energija toplinskog gibanja elektrona je 1 do 2 reda veličine veća od energije teških čestica, kao što su molekule, atomi, ioni i slobodni radikali.
(4) Gubitak energije nakon sudara elektrona i teških čestica može se nadoknaditi iz električnog polja između sudara.
Teško je karakterizirati niskotemperaturnu neravnotežnu plazmu s malim brojem parametara, jer se radi o niskotemperaturnoj neravnotežnoj plazmi u PECVD sustavu, gdje temperatura elektrona Te nije ista kao temperatura Tj teških čestica.U PECVD tehnologiji, primarna funkcija plazme je proizvodnja kemijski aktivnih iona i slobodnih radikala.Ovi ioni i slobodni radikali reagiraju s drugim ionima, atomima i molekulama u plinovitoj fazi ili uzrokuju oštećenje rešetke i kemijske reakcije na površini supstrata, a prinos aktivnog materijala je funkcija gustoće elektrona, koncentracije reaktanta i koeficijenta prinosa.Drugim riječima, prinos aktivnog materijala ovisi o jakosti električnog polja, tlaku plina i prosječnom slobodnom dometu čestica u trenutku sudara.Kako reaktantni plin u plazmi disocira zbog sudara visokoenergetskih elektrona, aktivacijska barijera kemijske reakcije može se prevladati i temperatura reaktanta može se smanjiti.Glavna razlika između PECVD-a i konvencionalnog CVD-a je u tome što su termodinamička načela kemijske reakcije različita.Disocijacija molekula plina u plazmi je neselektivna, tako da je sloj filma nanesen PECVD-om potpuno drugačiji od konvencionalnog CVD-a.Fazni sastav proizveden PECVD-om može biti jedinstven u neravnoteži, a njegovo stvaranje više nije ograničeno kinetikom ravnoteže.Najtipičniji sloj filma je amorfno stanje.
PECVD značajke
(1) Niska temperatura taloženja.
(2) Smanjite unutarnje naprezanje uzrokovano neusklađenošću koeficijenta linearnog širenja membrane/baznog materijala.
(3) Brzina taloženja je relativno visoka, posebno taloženje na niskim temperaturama, što pogoduje dobivanju amorfnih i mikrokristalnih filmova.
Zbog niskotemperaturnog procesa PECVD-a, toplinska oštećenja mogu se smanjiti, uzajamna difuzija i reakcija između sloja filma i materijala supstrata mogu se smanjiti, itd., tako da se elektroničke komponente mogu premazati prije nego što se naprave ili zbog potrebe za preradu.Za proizvodnju integriranih sklopova ultravelikih razmjera (VLSI, ULSI), PECVD tehnologija se uspješno primjenjuje na stvaranje filma silicijevog nitrida (SiN) kao konačnog zaštitnog filma nakon formiranja ožičenja Al elektrode, kao i na ravnanje i stvaranje filma silicijeva oksida kao međuslojne izolacije.Kao uređaji s tankim filmom, PECVD tehnologija također je uspješno primijenjena u proizvodnji tranzistora s tankim filmom (TFT) za LCD zaslone itd., koristeći staklo kao supstrat u metodi aktivne matrice.S razvojem integriranih sklopova u većoj mjeri i višoj integraciji te širokom upotrebom složenih poluvodičkih uređaja, PECVD se mora izvoditi na nižim temperaturama i procesima s višom energijom elektrona.Kako bi se ispunio ovaj zahtjev, treba razviti tehnologije koje mogu sintetizirati filmove veće ravnosti na nižim temperaturama.SiN i SiOx filmovi opsežno su proučavani korištenjem ECR plazme i nove tehnologije plazma kemijskog taloženja iz pare (PCVD) sa spiralnom plazmom, te su dosegli praktičnu razinu u korištenju međuslojnih izolacijskih filmova za veće integrirane krugove, itd.
Vrijeme objave: 8. studenog 2022