प्लाझ्मा वर्धित रासायनिक वाष्प जमा

प्लाझ्मा गुणधर्म
प्लाझ्मा-वर्धित रासायनिक वाष्प संचयनात प्लाझमाचे स्वरूप असे आहे की ते गॅस टप्प्यातील रासायनिक अभिक्रिया सक्रिय करण्यासाठी प्लाझ्मामधील इलेक्ट्रॉनांच्या गतिज उर्जेवर अवलंबून असते.प्लाझ्मा हा आयन, इलेक्ट्रॉन, तटस्थ अणू आणि रेणूंचा संग्रह असल्याने, तो मॅक्रोस्कोपिक स्तरावर विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असतो.प्लाझ्मामध्ये, प्लाझमाच्या अंतर्गत उर्जेमध्ये मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवली जाते.प्लाझ्मा मूलतः गरम प्लाझ्मा आणि कोल्ड प्लाझ्मामध्ये विभागलेला आहे.PECVD प्रणालीमध्ये हे कोल्ड प्लाझ्मा आहे जे कमी दाबाच्या वायूच्या स्त्रावने तयार होते.हा प्लाझ्मा काही शंभर Pa खाली कमी दाबाच्या डिस्चार्जने तयार होतो, तो समतोल नसलेला वायू प्लाझ्मा असतो.
या प्लाझ्माचे स्वरूप खालीलप्रमाणे आहे:
(1) इलेक्ट्रॉन आणि आयनांची अनियमित थर्मल गती त्यांच्या निर्देशित गतीपेक्षा जास्त आहे.
(२) त्याची आयनीकरण प्रक्रिया प्रामुख्याने वायूच्या रेणूंसोबत वेगवान इलेक्ट्रॉनच्या टक्करमुळे होते.
(३) इलेक्ट्रॉनची सरासरी थर्मल मोशन एनर्जी रेणू, अणू, आयन आणि मुक्त रॅडिकल्स यांसारख्या जड कणांपेक्षा 1 ते 2 ऑर्डर जास्त असते.
(4) इलेक्ट्रॉन्स आणि जड कणांच्या टक्करानंतर होणारी ऊर्जेची हानी टक्करांमधील विद्युत क्षेत्रातून भरून काढली जाऊ शकते.
कमी-तापमान नसलेल्या प्लाझ्माला लहान पॅरामीटर्ससह वैशिष्ट्यीकृत करणे कठीण आहे, कारण ते PECVD सिस्टीममध्ये कमी-तापमानाचे असंतुलन प्लाझ्मा आहे, जेथे इलेक्ट्रॉन तापमान Te हे जड कणांच्या तापमान Tj सारखे नसते.PECVD तंत्रज्ञानामध्ये, प्लाझमाचे प्राथमिक कार्य रासायनिक सक्रिय आयन आणि फ्री-रॅडिकल्स तयार करणे आहे.हे आयन आणि फ्री-रॅडिकल्स गॅस टप्प्यात इतर आयन, अणू आणि रेणूंशी प्रतिक्रिया देतात किंवा जाळीचे नुकसान करतात आणि सब्सट्रेट पृष्ठभागावर रासायनिक प्रतिक्रिया करतात आणि सक्रिय पदार्थाचे उत्पन्न हे इलेक्ट्रॉन घनता, अभिक्रियात्मक एकाग्रता आणि उत्पन्न गुणांक यांचे कार्य आहे.दुस-या शब्दात सांगायचे तर, सक्रिय सामग्रीचे उत्पन्न विद्युत क्षेत्राची ताकद, गॅस दाब आणि टक्करच्या वेळी कणांच्या सरासरी मुक्त श्रेणीवर अवलंबून असते.उच्च-ऊर्जा असलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या टक्करमुळे प्लाझ्मामधील अभिक्रियात्मक वायू विरघळत असल्याने, रासायनिक अभिक्रियाच्या सक्रियतेच्या अडथळ्यावर मात करता येते आणि अभिक्रियात्मक वायूचे तापमान कमी करता येते.PECVD आणि पारंपारिक CVD मधील मुख्य फरक म्हणजे रासायनिक अभिक्रियाची थर्मोडायनामिक तत्त्वे भिन्न आहेत.प्लाझ्मामधील गॅस रेणूंचे पृथक्करण गैर-निवडक आहे, म्हणून PECVD द्वारे जमा केलेला फिल्म लेयर पारंपारिक CVD पेक्षा पूर्णपणे भिन्न आहे.PECVD द्वारे उत्पादित केलेली फेज रचना समतोल नसलेली अनन्य असू शकते आणि त्याची निर्मिती यापुढे समतोल गतीशास्त्राद्वारे मर्यादित नाही.सर्वात वैशिष्ट्यपूर्ण फिल्म स्तर अनाकार स्थिती आहे.

PECVD वैशिष्ट्ये
(1) कमी जमा तापमान.
(2) झिल्ली/बेस मटेरियलच्या रेखीय विस्तार गुणांकाशी जुळत नसल्यामुळे होणारा अंतर्गत ताण कमी करा.
(३) जमा होण्याचे प्रमाण तुलनेने जास्त आहे, विशेषत: कमी तापमानाचे निक्षेप, जे आकारहीन आणि मायक्रोक्रिस्टलाइन फिल्म्स मिळविण्यासाठी अनुकूल आहे.

PECVD च्या कमी तापमान प्रक्रियेमुळे, थर्मल नुकसान कमी केले जाऊ शकते, फिल्म लेयर आणि सब्सट्रेट सामग्रीमधील परस्पर प्रसार आणि प्रतिक्रिया कमी केली जाऊ शकते, इत्यादी, जेणेकरून इलेक्ट्रॉनिक घटक तयार होण्यापूर्वी किंवा आवश्यकतेमुळे दोन्ही लेप केले जाऊ शकतात. पुन्हा कामासाठी.अल्ट्रा-लार्ज स्केल इंटिग्रेटेड सर्किट्स (VLSI, ULSI) च्या निर्मितीसाठी, PECVD तंत्रज्ञान सिलिकॉन नायट्राइड फिल्म (SiN) च्या निर्मितीसाठी यशस्वीरित्या लागू केले जाते जे अल इलेक्ट्रोड वायरिंगच्या निर्मितीनंतर अंतिम संरक्षणात्मक फिल्म म्हणून, तसेच फ्लॅटनिंग आणि इंटरलेअर इन्सुलेशन म्हणून सिलिकॉन ऑक्साईड फिल्मची निर्मिती.पातळ-फिल्म उपकरणे म्हणून, सक्रिय मॅट्रिक्स पद्धतीमध्ये काचेचा सब्सट्रेट म्हणून वापर करून, एलसीडी डिस्प्ले इत्यादींसाठी पातळ-फिल्म ट्रान्झिस्टर (TFTs) तयार करण्यासाठी PECVD तंत्रज्ञान देखील यशस्वीरित्या लागू केले गेले आहे.एकात्मिक सर्किट्सचा विकास मोठ्या प्रमाणावर आणि उच्च एकात्मता आणि कंपाऊंड सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या मोठ्या प्रमाणावर वापरामुळे, PECVD कमी तापमानात आणि उच्च इलेक्ट्रॉन ऊर्जा प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे.ही गरज पूर्ण करण्यासाठी, कमी तापमानात उच्च सपाटपणा फिल्म्सचे संश्लेषण करू शकणारे तंत्रज्ञान विकसित केले जावे.SiN आणि SiOx चित्रपटांचा ECR प्लाझ्मा आणि हेलिकल प्लाझ्मासह नवीन प्लाझ्मा रासायनिक वाष्प निक्षेप (PCVD) तंत्रज्ञान वापरून विस्तृतपणे अभ्यास केला गेला आहे, आणि मोठ्या प्रमाणात इंटिग्रेटेड सर्किट्स इत्यादींसाठी इंटरलेयर इन्सुलेशन फिल्म्सच्या वापरामध्ये व्यावहारिक पातळीवर पोहोचले आहेत.