Процес PECVD

Плазма засилено хемиско таложење на пареа (PECVD) е широко користена технологија во производството на чипови. Ја користи кинетичката енергија на електроните во плазмата за да ги активира хемиските реакции во гасната фаза, со што се постигнува таложење на тенок слој. Плазмата е збирка на јони, електрони, неутрални атоми и молекули, која е електрично неутрална на макроскопска скала. Плазмата може да складира голема количина на внатрешна енергија и, врз основа на нејзините температурни карактеристики, се категоризира на топлинска и ладна плазма. Во системите PECVD, се користи ладна плазма, која се формира преку празнење на гас со низок притисок за да се создаде гасовита плазма што не е во рамнотежа.

Кои се својствата на ладната плазма?

Случајно термичко движење: Случајното термичко движење на електроните и јоните во плазмата го надминува нивното насочено движење.

Процес на јонизација: првенствено предизвикан од судири помеѓу брзи електрони и молекули на гас.

Енергетски диспаритет: Просечната енергија на топлинското движење на електроните е 1 до 2 реда на големина поголема од онаа на тешките честички (како што се молекули, атоми, јони и радикали).

Механизам за компензација на енергија: загубата на енергија од судирите помеѓу електроните и тешките честички може да се компензира со електричното поле.

Поради сложеноста на нискотемпературната нерамнотежна плазма, предизвик е да се опишат нејзините карактеристики со неколку параметри. Во технологијата PECVD, примарната улога на плазмата е да генерира хемиски активни јони и радикали. Овие активни видови можат да реагираат со други јони, атоми или молекули или да иницираат оштетување на решетката и хемиски реакции на површината на подлогата. Приносот на активните видови зависи од густината на електроните, концентрацијата на реактантот и коефициентите на издашност, кои се поврзани со јачината на електричното поле, притисокот на гасот и средната слободна патека на судири на честички.

Како PECVD се разликува од традиционалната CVD?

Главната разлика помеѓу PECVD и традиционалното хемиско таложење на пареа (CVD) лежи во термодинамичките принципи на хемиските реакции. Во PECVD, дисоцијацијата на молекулите на гас во плазмата е неселективна, што доведува до таложење на слоеви на филмови кои може да имаат единствен состав во нерамнотежна состојба, не ограничена од кинетиката на рамнотежата. Типичен пример е формирањето на аморфни или некристални филмови.

Карактеристики на PECVD

Ниска температура на таложење: Ова помага да се намали внатрешниот стрес предизвикан од неусогласените коефициенти на линеарно термичко проширување помеѓу филмот и материјалот на подлогата.

Висока стапка на таложење: Особено при услови на ниска температура, оваа карактеристика е поволна за добивање аморфни и микрокристални филмови.

Намалено термичко оштетување: Процесот на ниска температура го минимизира термичкото оштетување, ја намалува интердифузијата и реакциите помеѓу филмот и материјалот на подлогата и го намалува влијанието на високите температури врз електричните својства на уредите.