Sifat plasma
Sifat plasma dalam deposisi uap kimia yang ditingkatkan plasma adalah bahwa ia bergantung pada energi kinetik elektron dalam plasma untuk mengaktifkan reaksi kimia dalam fase gas.Karena plasma adalah kumpulan ion, elektron, atom dan molekul netral, secara elektrik netral pada tingkat makroskopik.Dalam plasma, sejumlah besar energi disimpan dalam energi internal plasma.Plasma awalnya dibagi menjadi plasma panas dan plasma dingin.dalam sistem PECVD itu adalah plasma dingin yang dibentuk oleh pelepasan gas bertekanan rendah.Plasma yang dihasilkan oleh pelepasan tekanan rendah di bawah beberapa ratus Pa ini adalah plasma gas non-ekuilibrium.
Sifat plasma ini adalah sebagai berikut:
(1) Gerakan termal elektron dan ion yang tidak teratur melebihi gerakan terarahnya.
(2) Proses ionisasinya terutama disebabkan oleh tumbukan elektron cepat dengan molekul gas.
(3) Energi gerak termal rata-rata elektron adalah 1 hingga 2 kali lipat lebih tinggi daripada partikel berat, seperti molekul, atom, ion, dan radikal bebas.
(4) Kehilangan energi setelah tumbukan elektron dan partikel berat dapat dikompensasi dari medan listrik di antara tumbukan.
Sulit untuk mengkarakterisasi plasma nonequilibrium suhu rendah dengan sejumlah kecil parameter, karena ini adalah plasma nonequilibrium suhu rendah dalam sistem PECVD, di mana suhu elektron Te tidak sama dengan suhu Tj partikel berat.Dalam teknologi PECVD, fungsi utama plasma adalah menghasilkan ion yang aktif secara kimiawi dan radikal bebas.Ion dan radikal bebas ini bereaksi dengan ion, atom, dan molekul lain dalam fase gas atau menyebabkan kerusakan kisi dan reaksi kimia pada permukaan substrat, dan hasil bahan aktif adalah fungsi kerapatan elektron, konsentrasi reaktan, dan koefisien hasil.Dengan kata lain, hasil dari bahan aktif tergantung pada kekuatan medan listrik, tekanan gas, dan jarak bebas rata-rata partikel pada saat tumbukan.Karena gas reaktan dalam plasma berdisosiasi akibat tumbukan elektron berenergi tinggi, penghalang aktivasi reaksi kimia dapat diatasi dan suhu gas reaktan dapat dikurangi.Perbedaan utama antara PECVD dan CVD konvensional adalah prinsip termodinamika reaksi kimianya berbeda.Pemisahan molekul gas dalam plasma bersifat non-selektif, sehingga lapisan film yang diendapkan oleh PECVD benar-benar berbeda dari CVD konvensional.Komposisi fasa yang dihasilkan oleh PECVD mungkin unik dalam kesetimbangan, dan pembentukannya tidak lagi dibatasi oleh kinetika kesetimbangan.Lapisan film yang paling khas adalah keadaan amorf.
fitur PECVD
(1) Suhu deposisi rendah.
(2) Mengurangi tekanan internal yang disebabkan oleh ketidakcocokan koefisien muai linier dari bahan membran/dasar.
(3) Laju pengendapan relatif tinggi, terutama pengendapan suhu rendah, yang kondusif untuk mendapatkan film amorf dan mikrokristalin.
Karena proses PECVD suhu rendah, kerusakan termal dapat dikurangi, difusi timbal balik dan reaksi antara lapisan film dan bahan substrat dapat dikurangi, dll., Sehingga komponen elektronik dapat dilapisi baik sebelum dibuat atau karena kebutuhan untuk pengerjaan ulang.Untuk pembuatan sirkuit terpadu berskala sangat besar (VLSI, ULSI), teknologi PECVD berhasil diterapkan pada pembentukan film silikon nitrida (SiN) sebagai film pelindung akhir setelah pembentukan kabel elektroda Al, serta perataan dan pembentukan film silikon oksida sebagai insulasi interlayer.Sebagai perangkat film tipis, teknologi PECVD juga telah berhasil diterapkan pada pembuatan transistor film tipis (TFT) untuk layar LCD, dll., menggunakan kaca sebagai substrat dalam metode matriks aktif.Dengan pengembangan sirkuit terpadu ke skala yang lebih besar dan integrasi yang lebih tinggi serta penggunaan perangkat semikonduktor majemuk secara luas, PECVD harus dilakukan pada suhu yang lebih rendah dan proses energi elektron yang lebih tinggi.Untuk memenuhi persyaratan ini, teknologi yang dapat mensintesis film kerataan yang lebih tinggi pada temperatur yang lebih rendah harus dikembangkan.Film SiN dan SiOx telah dipelajari secara ekstensif menggunakan plasma ECR dan teknologi deposisi uap kimia plasma (PCVD) baru dengan plasma heliks, dan telah mencapai tingkat praktis dalam penggunaan film insulasi interlayer untuk sirkuit terpadu skala besar, dll.
Waktu posting: Nov-08-2022