Plazmas īpašības
Plazmas būtība ķīmiskajā tvaiku pārklāšanā ar plazmu ir tāda, ka tā balstās uz plazmā esošo elektronu kinētisko enerģiju, lai aktivizētu ķīmiskās reakcijas gāzes fāzē.Tā kā plazma ir jonu, elektronu, neitrālu atomu un molekulu kopums, tā ir elektriski neitrāla makroskopiskā līmenī.Plazmā liels enerģijas daudzums tiek uzkrāts plazmas iekšējā enerģijā.Plazmu sākotnēji iedala karstā plazmā un aukstā plazmā.PECVD sistēmā tā ir aukstā plazma, ko veido zema spiediena gāzes izlāde.Šī plazma, ko rada zema spiediena izlāde zem dažiem simtiem Pa, ir nelīdzsvara gāzes plazma.
Šīs plazmas būtība ir šāda:
(1) Elektronu un jonu neregulāra termiskā kustība pārsniedz to virzīto kustību.
(2) Tā jonizācijas procesu galvenokārt izraisa ātru elektronu sadursme ar gāzes molekulām.
(3) Elektronu vidējā termiskās kustības enerģija ir par 1 līdz 2 kārtām augstāka nekā smago daļiņu, piemēram, molekulu, atomu, jonu un brīvo radikāļu, enerģija.
(4) Enerģijas zudumus pēc elektronu un smago daļiņu sadursmes var kompensēt no elektriskā lauka starp sadursmēm.
Zemas temperatūras nelīdzsvarotu plazmu ar nelielu parametru skaitu ir grūti raksturot, jo tā ir zemas temperatūras nelīdzsvara plazma PECVD sistēmā, kur elektronu temperatūra Te nav tāda pati kā smago daļiņu temperatūra Tj.PECVD tehnoloģijā plazmas galvenā funkcija ir ražot ķīmiski aktīvus jonus un brīvos radikāļus.Šie joni un brīvie radikāļi reaģē ar citiem joniem, atomiem un molekulām gāzes fāzē vai izraisa režģa bojājumus un ķīmiskas reakcijas uz substrāta virsmas, un aktīvā materiāla iznākums ir atkarīgs no elektronu blīvuma, reaģentu koncentrācijas un izplūdes koeficienta.Citiem vārdiem sakot, aktīvā materiāla iznākums ir atkarīgs no elektriskā lauka intensitātes, gāzes spiediena un daļiņu vidējā brīvā diapazona sadursmes brīdī.Tā kā reaģenta gāze plazmā disociējas augstas enerģijas elektronu sadursmes dēļ, var pārvarēt ķīmiskās reakcijas aktivācijas barjeru un samazināt reaģējošās gāzes temperatūru.Galvenā atšķirība starp PECVD un parasto CVD ir tā, ka ķīmiskās reakcijas termodinamiskie principi ir atšķirīgi.Gāzes molekulu disociācija plazmā ir neselektīva, tāpēc PECVD nogulsnētais plēves slānis pilnīgi atšķiras no parastā CVD.PECVD radītais fāzes sastāvs var būt nelīdzsvarots unikāls, un tā veidošanos vairs neierobežo līdzsvara kinētika.Tipiskākais plēves slānis ir amorfs stāvoklis.
PECVD funkcijas
(1) Zema nogulsnēšanās temperatūra.
(2) Samaziniet iekšējo spriegumu, ko izraisa membrānas/pamatmateriāla lineārās izplešanās koeficienta neatbilstība.
(3) Nogulsnēšanās ātrums ir salīdzinoši augsts, īpaši zemas temperatūras nogulsnēšanās, kas veicina amorfu un mikrokristālisku plēvju iegūšanu.
Pateicoties PECVD zemas temperatūras procesam, var samazināt termiskos bojājumus, samazināt savstarpējo difūziju un reakciju starp plēves slāni un substrāta materiālu utt., lai elektroniskās sastāvdaļas varētu pārklāt gan pirms to izgatavošanas, gan nepieciešamības dēļ. pārstrādei.Īpaši liela mēroga integrālo shēmu (VLSI, ULSI) ražošanai PECVD tehnoloģija tiek veiksmīgi izmantota silīcija nitrīda plēves (SiN) veidošanai kā galīgajai aizsargplēvei pēc Al elektrodu vadu izveidošanas, kā arī saplacināšanai un silīcija oksīda plēves veidošana kā starpslāņu izolācija.Kā plānās plēves ierīces PECVD tehnoloģija ir veiksmīgi izmantota arī šķidro kristālu displejiem paredzēto plānās plēves tranzistoru (TFT) ražošanā, izmantojot stiklu kā substrātu aktīvās matricas metodē.Attīstoties integrētajām shēmām plašākā mērogā un augstākai integrācijai un plaši izmantojot saliktās pusvadītāju ierīces, PECVD ir jāveic zemākas temperatūras un augstākas elektronu enerģijas procesos.Lai izpildītu šo prasību, ir jāizstrādā tehnoloģijas, kas var sintezēt augstākas plakanas plēves zemākā temperatūrā.SiN un SiOx plēves ir plaši pētītas, izmantojot ECR plazmu un jaunu plazmas ķīmisko tvaiku pārklāšanas (PCVD) tehnoloģiju ar spirālveida plazmu, un ir sasniegušas praktisku līmeni starpslāņu izolācijas plēvju izmantošanā lielāka mēroga integrālajām shēmām utt.
Izlikšanas laiks: Nov-08-2022