การสะสมไอของสารเคมีในพลาสมาเพิ่มขึ้น

คุณสมบัติของพลาสมา
ธรรมชาติของพลาสมาในการสะสมไอเคมีที่เสริมด้วยพลาสมาคือมันอาศัยพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนในพลาสมาเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีในเฟสของก๊าซเนื่องจากพลาสมาเป็นชุดของไอออน อิเล็กตรอน อะตอมและโมเลกุลที่เป็นกลาง พลาสมาจึงเป็นกลางทางไฟฟ้าในระดับมหภาคในพลาสมา พลังงานจำนวนมากถูกเก็บไว้ในพลังงานภายในของพลาสมาเดิมทีพลาสมาแบ่งออกเป็นพลาสมาร้อนและพลาสมาเย็นในระบบ PECVD เป็นพลาสมาเย็นซึ่งเกิดจากการปล่อยก๊าซความดันต่ำพลาสมานี้เกิดจากการปล่อยแรงดันต่ำที่ต่ำกว่าไม่กี่ร้อย Pa เป็นพลาสมาก๊าซที่ไม่สมดุล
ลักษณะของพลาสมานี้มีดังนี้:
(1) การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่ผิดปกติของอิเลคตรอนและอิออนจะมากเกินกว่าการเคลื่อนที่ของอิออนโดยตรง
(2) กระบวนการไอออไนเซชันส่วนใหญ่เกิดจากการชนกันของอิเล็กตรอนเร็วกับโมเลกุลของก๊าซ
(3) พลังงานเคลื่อนที่ทางความร้อนโดยเฉลี่ยของอิเล็กตรอนมีค่าสูงกว่าอนุภาคหนัก เช่น โมเลกุล อะตอม ไอออน และอนุมูลอิสระ 1 ถึง 2 ลำดับ
(4) การสูญเสียพลังงานหลังจากการชนกันของอิเล็กตรอนและอนุภาคหนักสามารถชดเชยได้จากสนามไฟฟ้าระหว่างการชน
เป็นการยากที่จะระบุลักษณะของพลาสมาที่ไม่มีสภาวะสมดุลที่อุณหภูมิต่ำด้วยพารามิเตอร์จำนวนน้อย เนื่องจากเป็นพลาสมาที่ไม่มีสภาวะสมดุลที่อุณหภูมิต่ำในระบบ PECVD ซึ่งอุณหภูมิของอิเล็กตรอน Te ไม่เหมือนกับอุณหภูมิ Tj ของอนุภาคหนักในเทคโนโลยี PECVD หน้าที่หลักของพลาสมาคือการผลิตไอออนที่ใช้งานทางเคมีและอนุมูลอิสระไอออนและอนุมูลอิสระเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับไอออน อะตอม และโมเลกุลอื่นๆ ในเฟสก๊าซ หรือทำให้โครงตาข่ายเสียหายและเกิดปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิวซับสเตรต และผลผลิตของสารออกฤทธิ์คือฟังก์ชันของความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ความเข้มข้นของสารตั้งต้น และค่าสัมประสิทธิ์ผลผลิตกล่าวอีกนัยหนึ่ง ผลผลิตของวัสดุแอคทีฟขึ้นอยู่กับความแรงของสนามไฟฟ้า แรงดันแก๊ส และช่วงอิสระเฉลี่ยของอนุภาค ณ เวลาที่เกิดการชนเนื่องจากก๊าซของสารตั้งต้นในพลาสมาแตกตัวเนื่องจากการชนกันของอิเล็กตรอนพลังงานสูง อุปสรรคในการกระตุ้นของปฏิกิริยาเคมีสามารถเอาชนะได้ และอุณหภูมิของก๊าซของสารตั้งต้นสามารถลดลงได้ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง PECVD และ CVD ทั่วไปคือหลักการทางอุณหพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมีนั้นแตกต่างกันการแยกตัวของโมเลกุลของก๊าซในพลาสมาเป็นแบบไม่มีการคัดเลือก ดังนั้นชั้นฟิล์มที่ PECVD ฝากไว้จึงแตกต่างจาก CVD ทั่วไปอย่างสิ้นเชิงองค์ประกอบเฟสที่ผลิตโดย PECVD อาจไม่มีลักษณะเฉพาะในสภาวะสมดุล และการก่อตัวของมันจะไม่ถูกจำกัดโดยจลนพลศาสตร์ของสมดุลอีกต่อไปชั้นฟิล์มทั่วไปที่สุดคือสถานะอสัณฐาน

คุณสมบัติ PECVD
(1) อุณหภูมิการสะสมต่ำ
(2) ลดความเครียดภายในที่เกิดจากการไม่ตรงกันของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุเมมเบรน/ฐาน
(3) อัตราการสะสมค่อนข้างสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสะสมที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งเอื้อต่อการได้รับฟิล์มอสัณฐานและไมโครคริสตัลไลน์

เนื่องจากกระบวนการที่อุณหภูมิต่ำของ PECVD ความเสียหายจากความร้อนจึงลดลง การแพร่กระจายและปฏิกิริยาระหว่างชั้นฟิล์มกับวัสดุซับสเตรตจึงลดลง ฯลฯ จึงสามารถเคลือบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้ทั้งก่อนการผลิตหรือตามความต้องการ เพื่อทำใหม่สำหรับการผลิตวงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษ (VLSI, ULSI) เทคโนโลยี PECVD ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้กับการก่อตัวของฟิล์มซิลิกอนไนไตรด์ (SiN) เป็นฟิล์มป้องกันขั้นสุดท้ายหลังการก่อตัวของการเดินสายอิเล็กโทรด Al ตลอดจนการทำให้แบนราบและ การเกิดฟิล์มซิลิกอนออกไซด์เป็นฉนวนระหว่างชั้นในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ฟิล์มบาง เทคโนโลยี PECVD ยังถูกนำไปใช้กับการผลิตทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง (TFT) สำหรับจอ LCD ฯลฯ ได้สำเร็จ โดยใช้กระจกเป็นวัสดุพิมพ์ในวิธีแอกทีฟเมทริกซ์ด้วยการพัฒนาวงจรรวมให้มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นและการบูรณาการที่สูงขึ้น และการใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำแบบผสมอย่างแพร่หลาย PECVD จึงจำเป็นต้องดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำลงและกระบวนการพลังงานอิเล็กตรอนที่สูงขึ้นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดนี้ จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถสังเคราะห์ฟิล์มที่มีความเรียบสูงขึ้นได้ที่อุณหภูมิต่ำลงฟิล์ม SiN และ SiOx ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางโดยใช้พลาสมา ECR และเทคโนโลยีการสะสมไอระเหยของสารเคมีในพลาสมา (PCVD) ใหม่ด้วยพลาสมาแบบเฮลิคัล และได้มาถึงระดับที่ใช้งานได้จริงในการใช้ฟิล์มฉนวนระหว่างชั้นสำหรับวงจรรวมขนาดใหญ่ ฯลฯ