Պլազմայի ուժեղացված քիմիական գոլորշիների նստեցում

Պլազմայի հատկությունները
Պլազմայի էությունը պլազմայի ուժեղացված քիմիական գոլորշիների նստվածքում այն ​​է, որ այն հենվում է պլազմայի էլեկտրոնների կինետիկ էներգիայի վրա՝ գազային փուլում քիմիական ռեակցիաները ակտիվացնելու համար:Քանի որ պլազման իոնների, էլեկտրոնների, չեզոք ատոմների և մոլեկուլների հավաքածու է, այն մակրոսկոպիկ մակարդակում էլեկտրականորեն չեզոք է:Պլազմայում մեծ քանակությամբ էներգիա է պահվում պլազմայի ներքին էներգիայի մեջ։Պլազման սկզբում բաժանվում է տաք և սառը պլազմայի:PECVD համակարգում դա սառը պլազմա է, որը ձևավորվում է ցածր ճնշման գազի արտանետմամբ:Այս պլազման, որը արտադրվում է մի քանի հարյուր Պա-ից ցածր ցածր ճնշման արտանետմամբ, ոչ հավասարակշռված գազային պլազմա է:
Այս պլազմայի բնույթը հետևյալն է.
1) Էլեկտրոնների և իոնների անկանոն ջերմային շարժումը գերազանցում է նրանց ուղղորդված շարժումը:
(2) Դրա իոնացման գործընթացը հիմնականում պայմանավորված է արագ էլեկտրոնների բախումից գազի մոլեկուլների հետ:
(3) Էլեկտրոնների միջին ջերմային շարժման էներգիան 1-ից 2 կարգով ավելի մեծ է, քան ծանր մասնիկների, ինչպիսիք են մոլեկուլները, ատոմները, իոնները և ազատ ռադիկալները:
(4) Էլեկտրոնների և ծանր մասնիկների բախումից հետո էներգիայի կորուստը կարող է փոխհատուցվել բախումների միջև ընկած էլեկտրական դաշտից:
Դժվար է բնութագրել ցածր ջերմաստիճանի ոչ հավասարակշռված պլազմա՝ փոքր թվով պարամետրերով, քանի որ այն ցածր ջերմաստիճանի ոչ հավասարակշռված պլազմա է PECVD համակարգում, որտեղ էլեկտրոնի ջերմաստիճանը Te-ը նույնը չէ, ինչ ծանր մասնիկների Tj ջերմաստիճանը:PECVD տեխնոլոգիայի մեջ պլազմայի հիմնական գործառույթը քիմիապես ակտիվ իոնների և ազատ ռադիկալների արտադրությունն է:Այս իոնները և ազատ ռադիկալները փոխազդում են գազային փուլում գտնվող այլ իոնների, ատոմների և մոլեկուլների հետ կամ առաջացնում են ցանցի վնաս և քիմիական ռեակցիաներ ենթաշերտի մակերեսին, իսկ ակտիվ նյութի ելքը կախված է էլեկտրոնի խտությունից, ռեակտիվ նյութի կոնցենտրացիայից և ելքի գործակիցից:Այլ կերպ ասած, ակտիվ նյութի ելքը կախված է էլեկտրական դաշտի ուժգնությունից, գազի ճնշումից և բախման պահին մասնիկների միջին ազատ տիրույթից։Քանի որ ռեակտիվ գազը պլազմայում տարանջատվում է բարձր էներգիայի էլեկտրոնների բախման պատճառով, քիմիական ռեակցիայի ակտիվացման արգելքը կարող է հաղթահարվել և ռեակտիվ գազի ջերմաստիճանը կարող է կրճատվել:PECVD-ի և սովորական CVD-ի հիմնական տարբերությունն այն է, որ քիմիական ռեակցիայի թերմոդինամիկական սկզբունքները տարբեր են:Գազի մոլեկուլների տարանջատումը պլազմայում ոչ ընտրովի է, ուստի PECVD-ի կողմից կուտակված թաղանթային շերտը լիովին տարբերվում է սովորական CVD-ից:PECVD-ի կողմից արտադրված փուլային կազմը կարող է լինել ոչ հավասարակշռության եզակի, և դրա ձևավորումն այլևս չի սահմանափակվում հավասարակշռության կինետիկայով:Առավել բնորոշ թաղանթային շերտը ամորֆ վիճակն է։

PECVD-ի առանձնահատկությունները
(1) Ցածր նստվածքային ջերմաստիճան:
(2) Կրճատել թաղանթի/բազային նյութի գծային ընդարձակման գործակցի անհամապատասխանությունից առաջացած ներքին լարվածությունը:
(3) նստվածքի արագությունը համեմատաբար բարձր է, հատկապես ցածր ջերմաստիճանի նստվածքը, որը նպաստում է ամորֆ և միկրոբյուրեղային թաղանթների ստացմանը:

PECVD-ի ցածր ջերմաստիճանի գործընթացի շնորհիվ ջերմային վնասը կարող է կրճատվել, ֆիլմի շերտի և ենթաշերտի նյութի միջև փոխադարձ տարածումը և ռեակցիան կարող է կրճատվել և այլն, այնպես որ էլեկտրոնային բաղադրիչները կարող են ծածկվել ինչպես պատրաստվելուց առաջ, այնպես էլ անհրաժեշտության պատճառով: վերամշակման համար:Ծայրահեղ մասշտաբի ինտեգրալ սխեմաների (VLSI, ULSI) արտադրության համար PECVD տեխնոլոգիան հաջողությամբ կիրառվում է սիլիցիումի նիտրիդային թաղանթի (SiN) ձևավորման համար՝ որպես վերջնական պաշտպանիչ թաղանթ Al էլեկտրոդի լարերի ձևավորումից հետո, ինչպես նաև հարթեցում և հարթեցում: սիլիցիումի օքսիդի թաղանթի ձևավորում՝ որպես միջշերտային մեկուսացում:Որպես բարակ թաղանթով սարքեր, PECVD տեխնոլոգիան հաջողությամբ կիրառվել է նաև LCD էկրանների և այլնի համար բարակ թաղանթային տրանզիստորների (TFT) արտադրության մեջ՝ օգտագործելով ապակին որպես հիմք ակտիվ մատրիցային մեթոդով:Ինտեգրալ սխեմաների ավելի մեծ մասշտաբի և ավելի բարձր ինտեգրման մշակմամբ և բարդ կիսահաղորդչային սարքերի լայն կիրառմամբ, PECVD-ն պահանջվում է իրականացնել ավելի ցածր ջերմաստիճանի և ավելի բարձր էլեկտրոնների էներգիայի գործընթացներում:Այս պահանջը բավարարելու համար պետք է մշակվեն տեխնոլոգիաներ, որոնք կարող են սինթեզել ավելի հարթ թաղանթներ ավելի ցածր ջերմաստիճաններում:SiN և SiOx թաղանթները լայնորեն ուսումնասիրվել են ECR պլազմայի և պլազմայի քիմիական գոլորշիների նստեցման (PCVD) նոր տեխնոլոգիայի միջոցով՝ պտուտակաձև պլազմայով, և հասել են գործնական մակարդակի՝ լայնածավալ ինտեգրալ սխեմաների համար միջշերտային մեկուսացման թաղանթների օգտագործման մեջ և այլն: