plazma özellikleri
Plazma ile güçlendirilmiş kimyasal buhar biriktirmede plazmanın doğası, gaz fazındaki kimyasal reaksiyonları aktive etmek için plazmadaki elektronların kinetik enerjisine dayanmasıdır.Plazma bir iyonlar, elektronlar, nötr atomlar ve moleküller topluluğu olduğundan, makroskopik düzeyde elektriksel olarak nötrdür.Bir plazmada, plazmanın iç enerjisinde büyük miktarda enerji depolanır.Plazma başlangıçta sıcak plazma ve soğuk plazma olarak ikiye ayrılır.PECVD sisteminde düşük basınçlı gaz tahliyesi ile oluşan soğuk plazmadır.Birkaç yüz Pa'nın altındaki düşük basınçlı bir deşarjla üretilen bu plazma, dengede olmayan bir gaz plazmasıdır.
Bu plazmanın doğası aşağıdaki gibidir:
(1) Elektronların ve iyonların düzensiz termal hareketi, yönlendirilmiş hareketlerini aşıyor.
(2) İyonlaşma süreci esas olarak hızlı elektronların gaz molekülleri ile çarpışmasından kaynaklanır.
(3) Elektronların ortalama termal hareket enerjisi, moleküller, atomlar, iyonlar ve serbest radikaller gibi ağır parçacıklarınkinden 1 ila 2 kat daha yüksektir.
(4) Elektronların ve ağır parçacıkların çarpışmasından sonraki enerji kaybı, çarpışmalar arasındaki elektrik alandan telafi edilebilir.
Düşük sıcaklıkta dengede olmayan bir plazmayı az sayıda parametreyle karakterize etmek zordur çünkü bu, elektron sıcaklığı Te'nin ağır parçacıkların sıcaklığı Tj ile aynı olmadığı bir PECVD sisteminde düşük sıcaklıkta dengede olmayan bir plazmadır.PECVD teknolojisinde, plazmanın birincil işlevi kimyasal olarak aktif iyonlar ve serbest radikaller üretmektir.Bu iyonlar ve serbest radikaller, gaz fazındaki diğer iyonlar, atomlar ve moleküller ile reaksiyona girer veya alt tabaka yüzeyinde kafes hasarına ve kimyasal reaksiyonlara neden olur ve aktif malzemenin verimi, elektron yoğunluğunun, reaktan konsantrasyonunun ve verim katsayısının bir fonksiyonudur.Başka bir deyişle, aktif malzemenin verimi, çarpışma anında parçacıkların elektrik alan gücüne, gaz basıncına ve ortalama serbest aralığına bağlıdır.Plazma içindeki reaktan gaz, yüksek enerjili elektronların çarpışması nedeniyle ayrıştığı için, kimyasal reaksiyonun aktivasyon bariyeri aşılabilir ve reaktan gazın sıcaklığı düşürülebilir.PECVD ile geleneksel CVD arasındaki temel fark, kimyasal reaksiyonun termodinamik ilkelerinin farklı olmasıdır.Plazmadaki gaz moleküllerinin ayrışması seçici değildir, dolayısıyla PECVD tarafından bırakılan film tabakası geleneksel CVD'den tamamen farklıdır.PECVD tarafından üretilen faz bileşimi, denge dışı benzersiz olabilir ve oluşumu artık denge kinetiği ile sınırlı değildir.En tipik film tabakası amorf haldedir.
PECVD özellikleri
(1) Düşük biriktirme sıcaklığı.
(2) Membran/temel malzemenin lineer genleşme katsayısındaki uyumsuzluğun neden olduğu iç gerilimi azaltın.
(3) Biriktirme hızı nispeten yüksektir, özellikle amorf ve mikrokristalin filmler elde etmeye elverişli olan düşük sıcaklıkta biriktirme.
PECVD'nin düşük sıcaklıktaki prosesi sayesinde termal hasar azaltılabilir, film tabakası ile alt tabaka malzemesi arasındaki karşılıklı difüzyon ve reaksiyon azaltılabilir, vb. Böylece elektronik bileşenler hem yapılmadan önce hem de ihtiyaç nedeniyle kaplanabilir. yeniden işleme için.Ultra büyük ölçekli entegre devrelerin (VLSI, ULSI) üretimi için, PECVD teknolojisi, Al elektrot kablolamasının yanı sıra düzleştirme ve ara katman izolasyonu olarak silikon oksit film oluşumu.İnce film cihazları olarak PECVD teknolojisi, aktif matris yönteminde substrat olarak cam kullanılarak LCD ekranlar vb. için ince film transistörlerin (TFT'ler) imalatına da başarıyla uygulanmıştır.Entegre devrelerin daha büyük ölçekli ve daha yüksek entegrasyona doğru gelişmesi ve bileşik yarı iletken cihazların yaygın olarak kullanılmasıyla, PECVD'nin daha düşük sıcaklıkta ve daha yüksek elektron enerjisi süreçlerinde gerçekleştirilmesi gerekmektedir.Bu gereksinimi karşılamak için, daha düşük sıcaklıklarda daha yüksek düzlüğe sahip filmleri sentezleyebilen teknolojiler geliştirilecektir.SiN ve SiOx filmleri, ECR plazma ve sarmal plazma ile yeni bir plazma kimyasal buhar biriktirme (PCVD) teknolojisi kullanılarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir ve daha büyük ölçekli entegre devreler vb. için ara katman yalıtım filmlerinin kullanımında pratik bir düzeye ulaşmıştır.
Gönderim zamanı: Kasım-08-2022