Plazma fokozott kémiai gőzlerakódás

A plazma tulajdonságai
A plazma-fokozott kémiai gőzleválasztás során a plazma természete az, hogy a plazmában lévő elektronok kinetikus energiájára támaszkodik a gázfázisban zajló kémiai reakciók aktiválásához.Mivel a plazma ionok, elektronok, semleges atomok és molekulák gyűjteménye, makroszkopikus szinten elektromosan semleges.A plazmában nagy mennyiségű energia raktározódik a plazma belső energiájában.A plazmát eredetileg meleg plazmára és hideg plazmára osztották.a PECVD rendszerben hideg plazma, amely alacsony nyomású gázkisüléssel jön létre.Ez a néhány száz Pa alatti kisnyomású kisüléssel előállított plazma nem egyensúlyi gázplazma.
Ennek a plazmának a természete a következő:
(1) Az elektronok és ionok szabálytalan hőmozgása meghaladja az irányított mozgásukat.
(2) Ionizációs folyamatát elsősorban gyors elektronok gázmolekulákkal való ütközése okozza.
(3) Az elektronok átlagos hőmozgási energiája 1-2 nagyságrenddel nagyobb, mint a nehéz részecskéké, mint például a molekulák, atomok, ionok és szabad gyökök.
(4) Az elektronok és nehéz részecskék ütközése utáni energiaveszteség az ütközések közötti elektromos térrel kompenzálható.
Egy alacsony hőmérsékletű nem egyensúlyi plazmát nehéz kis paraméterekkel jellemezni, mert ez egy alacsony hőmérsékletű nem egyensúlyi plazma PECVD rendszerben, ahol a Te elektronhőmérséklet nem egyezik meg a nehéz részecskék Tj hőmérsékletével.A PECVD technológiában a plazma elsődleges feladata kémiailag aktív ionok és szabad gyökök előállítása.Ezek az ionok és szabad gyökök reakcióba lépnek más ionokkal, atomokkal és molekulákkal a gázfázisban, vagy rácskárosodást és kémiai reakciókat okoznak a szubsztrát felületén, az aktív anyag hozama pedig az elektronsűrűség, a reagenskoncentráció és a hozamtényező függvénye.Más szóval, az aktív anyag hozama függ az elektromos térerősségtől, a gáznyomástól és a részecskék átlagos szabad hatótávolságától az ütközés időpontjában.Mivel a plazmában a reaktáns gáz a nagy energiájú elektronok ütközése miatt disszociál, a kémiai reakció aktiválási gátja leküzdhető, és a reaktáns gáz hőmérséklete csökkenthető.A fő különbség a PECVD és a hagyományos CVD között az, hogy a kémiai reakció termodinamikai elvei eltérőek.A gázmolekulák disszociációja a plazmában nem szelektív, így a PECVD által lerakott filmréteg teljesen eltér a hagyományos CVD-től.A PECVD által előállított fázisösszetétel nem egyensúlyi egyedi lehet, és kialakulását már nem korlátozza az egyensúlyi kinetika.A legjellemzőbb filmréteg az amorf állapotú.

PECVD funkciók
(1) Alacsony lerakódási hőmérséklet.
(2) Csökkentse a membrán/alapanyag lineáris tágulási együtthatójának eltérése által okozott belső feszültséget.
(3) A leválasztási sebesség viszonylag magas, különösen az alacsony hőmérsékletű lerakódás, ami elősegíti amorf és mikrokristályos filmek előállítását.

A PECVD alacsony hőmérsékletű folyamatának köszönhetően csökkenthető a termikus károsodás, csökkenthető a kölcsönös diffúzió és reakció a filmréteg és a szubsztrátum anyaga között stb., így az elektronikai alkatrészek bevonása mind a gyártás előtt, mind az igény miatt lehetséges. átdolgozásra.Az ultranagy léptékű integrált áramkörök (VLSI, ULSI) gyártásához a PECVD technológiát sikeresen alkalmazzák a szilícium-nitrid film (SiN) kialakítására, mint végső védőfólia kialakítására az Al-elektróda huzalozása, valamint a lapítás és a rétegközi szigetelésként szilícium-oxid film kialakítása.Vékonyfilmes eszközökként a PECVD technológiát sikeresen alkalmazzák az LCD-kijelzők stb. vékonyréteg-tranzisztorainak (TFT-k) gyártására is, üveget használva hordozóként az aktív mátrixos módszerben.Az integrált áramkörök nagyobb léptékű és nagyobb integrációjú fejlesztésével, valamint az összetett félvezető eszközök széles körű elterjedésével a PECVD-t alacsonyabb hőmérsékleten és magasabb elektronenergiájú folyamatokon kell végrehajtani.E követelmény teljesítése érdekében olyan technológiákat kell kifejleszteni, amelyek alacsonyabb hőmérsékleten is képesek nagyobb síkságú filmeket szintetizálni.A SiN és SiOx fóliákat alaposan tanulmányozták az ECR plazma és egy új plazma kémiai gőzleválasztási (PCVD) technológia segítségével spirális plazmával, és gyakorlati szintet értek el a rétegközi szigetelő fóliák nagyobb léptékű integrált áramkörökben való használatában, stb.