Плазманың қасиеттері
Плазмамен күшейтілген химиялық бу тұндырудағы плазманың табиғаты газ фазасындағы химиялық реакцияларды белсендіру үшін плазмадағы электрондардың кинетикалық энергиясына сүйенеді.Плазма иондардың, электрондардың, бейтарап атомдар мен молекулалардың жиынтығы болғандықтан, ол макроскопиялық деңгейде электрлік бейтарап.Плазмада энергияның көп мөлшері плазманың ішкі энергиясында сақталады.Плазма бастапқыда ыстық плазма және суық плазма болып екіге бөлінеді.PECVD жүйесінде бұл төмен қысымды газ разрядынан пайда болатын суық плазма.Бірнеше жүз Па-дан төмен төмен қысымды разряд нәтижесінде пайда болған бұл плазма тепе-тең емес газ плазмасы болып табылады.
Бұл плазманың табиғаты келесідей:
(1) Электрондар мен иондардың тұрақты емес жылулық қозғалысы олардың бағытталған қозғалысынан асып түседі.
(2) Оның иондану процесі негізінен жылдам электрондардың газ молекулаларымен соқтығысуы нәтижесінде пайда болады.
(3) Электрондардың орташа жылулық қозғалыс энергиясы молекулалар, атомдар, иондар және бос радикалдар сияқты ауыр бөлшектерге қарағанда 1-2 рет жоғары.
(4) Электрондар мен ауыр бөлшектердің соқтығысуынан кейінгі энергия жоғалуы соқтығыстар арасындағы электр өрісінен өтелуі мүмкін.
Параметрлерінің аз санымен төмен температуралы тепе-теңдіксіз плазманы сипаттау қиын, себебі ол PECVD жүйесіндегі төмен температуралы тепе-теңдіксіз плазма, мұнда электронның температурасы Te ауыр бөлшектердің температурасы Tj температурасымен бірдей емес.PECVD технологиясында плазманың негізгі қызметі химиялық белсенді иондар мен бос радикалдарды өндіру болып табылады.Бұл иондар мен бос радикалдар газ фазасында басқа иондармен, атомдармен және молекулалармен әрекеттеседі немесе субстрат бетінде тордың зақымдалуын және химиялық реакцияларды тудырады, ал белсенді материалдың шығымы электрон тығыздығына, әрекеттесуші заттардың концентрациясына және шығымдылық коэффициентіне байланысты.Басқаша айтқанда, белсенді материалдың шығымы электр өрісінің кернеулігіне, газ қысымына және соқтығысқан кездегі бөлшектердің орташа еркін диапазонына байланысты.Жоғары энергиялы электрондардың соқтығысуы салдарынан плазмадағы әрекеттесуші газ диссоциацияланатындықтан, химиялық реакцияның активтену кедергісін жеңуге және әрекеттесуші газдың температурасын төмендетуге болады.PECVD мен кәдімгі CVD арасындағы негізгі айырмашылық химиялық реакцияның термодинамикалық принциптері әртүрлі.Плазмадағы газ молекулаларының диссоциациялануы селективті емес, сондықтан PECVD арқылы тұндырылған пленка қабаты әдеттегі CVD-ден мүлде ерекшеленеді.PECVD шығаратын фазалық композиция тепе-теңдіксіз бірегей болуы мүмкін және оның қалыптасуы енді тепе-теңдік кинетикасымен шектелмейді.Ең типтік пленка қабаты аморфты күй.
PECVD мүмкіндіктері
(1) Төмен тұндыру температурасы.
(2) Мембрананың/негізгі материалдың сызықтық кеңею коэффициентінің сәйкес келмеуінен туындаған ішкі кернеуді азайтыңыз.
(3) Тұндыру жылдамдығы салыстырмалы түрде жоғары, әсіресе аморфты және микрокристалды қабықшаларды алуға қолайлы төмен температурада тұндыру.
PECVD төмен температуралық процесінің арқасында термиялық зақымдануды азайтуға болады, пленка қабаты мен субстрат материалы арасындағы өзара диффузия мен реакцияны азайтуға болады және т.б., осылайша электронды құрамдастарды олар жасалғанға дейін немесе қажеттілікке байланысты жабуға болады. қайта өңдеу үшін.Ультра ауқымды интегралдық схемаларды (VLSI, ULSI) жасау үшін PECVD технологиясы Al электродты сымдар пайда болғаннан кейін соңғы қорғаныс қабықшасы ретінде кремний нитриді қабықшасын (SiN) қалыптастыруға сәтті қолданылады, сонымен қатар тегістеу және қабат аралық оқшаулау ретінде кремний оксиді пленкасының қалыптасуы.Жұқа пленкалы құрылғылар ретінде PECVD технологиясы белсенді матрицалық әдісте субстрат ретінде әйнекті пайдаланып, СКД дисплейлері үшін жіңішке пленкалы транзисторларды (TFTs) өндіруде де сәтті қолданылды.Интегралды схемалардың кең ауқымды және жоғары интеграциялануымен және құрама жартылай өткізгіш құрылғылардың кеңінен қолданылуымен PECVD төмен температурада және жоғары электрон энергиясы процестерінде орындалуы қажет.Бұл талапты қанағаттандыру үшін төмен температурада жоғары тегістік пленкаларды синтездей алатын технологиялар жасалуы керек.SiN және SiOx қабықшалары ECR плазмасын және спиральді плазмасы бар жаңа плазмалық химиялық буларды тұндыру (PCVD) технологиясын қолдану арқылы кеңінен зерттелді және үлкен масштабты интегралды схемалар үшін қабат аралық оқшаулау пленкаларын қолдануда практикалық деңгейге жетті.
Жіберу уақыты: 08 қараша 2022 ж