Mga katangian ng plasma
Ang likas na katangian ng plasma sa plasma-enhanced chemical vapor deposition ay umaasa ito sa kinetic energy ng mga electron sa plasma upang maisaaktibo ang mga reaksiyong kemikal sa bahagi ng gas.Dahil ang plasma ay isang koleksyon ng mga ions, electron, neutral atoms at molecules, ito ay electrically neutral sa macroscopic level.Sa isang plasma, ang isang malaking halaga ng enerhiya ay nakaimbak sa panloob na enerhiya ng plasma.Ang plasma ay orihinal na nahahati sa mainit na plasma at malamig na plasma.sa sistema ng PECVD ito ay malamig na plasma na nabuo sa pamamagitan ng mababang presyon ng paglabas ng gas.Ang plasma na ito na ginawa ng mababang presyon na naglalabas sa ibaba ng ilang daang Pa ay isang non-equilibrium na gas plasma.
Ang likas na katangian ng plasma na ito ay ang mga sumusunod:
(1) Ang hindi regular na thermal motion ng mga electron at ions ay lumampas sa kanilang itinuro na paggalaw.
(2) Ang proseso ng ionization nito ay pangunahing sanhi ng banggaan ng mabilis na mga electron sa mga molekula ng gas.
(3) Ang average na thermal motion energy ng mga electron ay 1 hanggang 2 order ng magnitude na mas mataas kaysa sa mabibigat na particle, tulad ng mga molecule, atoms, ions at free radicals.
(4) Ang pagkawala ng enerhiya pagkatapos ng banggaan ng mga electron at mabibigat na particle ay maaaring mabayaran mula sa electric field sa pagitan ng mga banggaan.
Mahirap na makilala ang isang mababang temperatura na nonequilibrium na plasma na may maliit na bilang ng mga parameter, dahil ito ay isang mababang temperatura na nonequilibrium na plasma sa isang sistema ng PECVD, kung saan ang temperatura ng elektron na Te ay hindi katulad ng temperatura ng Tj ng mga mabibigat na particle.Sa teknolohiya ng PECVD, ang pangunahing pag-andar ng plasma ay upang makagawa ng mga chemically active ions at free-radicals.Ang mga ion at free-radical na ito ay tumutugon sa iba pang mga ions, atoms at molekula sa gas phase o nagdudulot ng pinsala sa sala-sala at mga reaksiyong kemikal sa ibabaw ng substrate, at ang ani ng aktibong materyal ay isang function ng electron density, reactant concentration at yield coefficient.Sa madaling salita, ang ani ng aktibong materyal ay nakasalalay sa lakas ng patlang ng kuryente, presyon ng gas, at ang average na libreng hanay ng mga particle sa oras ng banggaan.Habang naghihiwalay ang reactant gas sa plasma dahil sa banggaan ng mga high-energy electron, ang activation barrier ng chemical reaction ay maaaring malampasan at ang temperatura ng reactant gas ay maaaring mabawasan.Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng PECVD at conventional CVD ay ang mga thermodynamic na prinsipyo ng kemikal na reaksyon ay iba.Ang dissociation ng mga molekula ng gas sa plasma ay hindi pumipili, kaya ang layer ng pelikula na idineposito ng PECVD ay ganap na naiiba mula sa maginoo na CVD.Ang komposisyon ng phase na ginawa ng PECVD ay maaaring hindi ekwilibriyo na natatangi, at ang pagbuo nito ay hindi na limitado ng mga equilibrium kinetics.Ang pinakakaraniwang layer ng pelikula ay amorphous state.
Mga tampok ng PECVD
(1) Mababang temperatura ng deposition.
(2) Bawasan ang panloob na stress na dulot ng mismatch ng linear expansion coefficient ng membrane/base material.
(3) Ang deposition rate ay medyo mataas, lalo na ang mababang temperatura na deposition, na nakakatulong sa pagkuha ng mga amorphous at microcrystalline na pelikula.
Dahil sa mababang proseso ng temperatura ng PECVD, ang thermal damage ay maaaring mabawasan, ang mutual diffusion at reaksyon sa pagitan ng film layer at substrate material ay maaaring mabawasan, atbp., upang ang mga elektronikong bahagi ay maaaring ma-coat pareho bago sila gawin o dahil sa pangangailangan para sa rework.Para sa paggawa ng ultra-large scale integrated circuits (VLSI, ULSI), matagumpay na inilapat ang teknolohiya ng PECVD sa pagbuo ng silicon nitride film (SiN) bilang panghuling protective film pagkatapos ng pagbuo ng Al electrode wiring, pati na rin ang flattening at ang pagbuo ng silicon oxide film bilang interlayer insulation.Bilang mga thin-film device, matagumpay ding nailapat ang teknolohiya ng PECVD sa paggawa ng mga thin-film transistors (TFTs) para sa mga LCD display, atbp., gamit ang salamin bilang substrate sa aktibong paraan ng matrix.Sa pagbuo ng mga integrated circuit sa mas malaking sukat at mas mataas na integrasyon at ang malawakang paggamit ng mga compound semiconductor device, ang PECVD ay kinakailangang maisagawa sa mas mababang temperatura at mas mataas na mga proseso ng enerhiya ng elektron.Upang matugunan ang pangangailangang ito, ang mga teknolohiyang maaaring mag-synthesize ng mas matataas na flatness na mga pelikula sa mas mababang temperatura ay gagawin.Ang mga pelikulang SiN at SiOx ay napag-aralan nang husto gamit ang ECR plasma at isang bagong teknolohiya ng plasma chemical vapor deposition (PCVD) na may helical plasma, at umabot sa praktikal na antas sa paggamit ng mga interlayer insulation film para sa mas malaking sukat na integrated circuit, atbp.
Oras ng post: Nob-08-2022