Proseso ng PECVD

Ang Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) ay isang malawakang ginagamit na teknolohiya sa paggawa ng chip. Ginagamit nito ang kinetic energy ng mga electron sa loob ng plasma upang maisaaktibo ang mga reaksiyong kemikal sa bahagi ng gas, sa gayon ay nakakamit ang thin-film deposition. Ang plasma ay isang koleksyon ng mga ions, electron, neutral atoms, at molecules, na electrically neutral sa macroscopic scale. Ang plasma ay maaaring mag-imbak ng isang malaking halaga ng panloob na enerhiya at, batay sa mga katangian ng temperatura nito, ay ikinategorya sa thermal plasma at malamig na plasma. Sa mga sistema ng PECVD, ginagamit ang malamig na plasma, na nabuo sa pamamagitan ng paglabas ng mababang presyon ng gas upang lumikha ng isang non-equilibrium na gas na plasma.

Ano ang Mga Katangian ng Cold Plasma?

Random Thermal Motion: Ang random na thermal motion ng mga electron at ions sa plasma ay lumampas sa kanilang direksyong paggalaw.

Proseso ng Ionization: Pangunahing sanhi ng mga banggaan sa pagitan ng mabilis na mga electron at mga molekula ng gas.

Energy Disparity: Ang average na thermal motion energy ng mga electron ay 1 hanggang 2 order ng magnitude na mas mataas kaysa sa mabibigat na particle (gaya ng mga molecule, atoms, ions, at radicals).

Mekanismo ng Kompensasyon ng Enerhiya: Ang pagkawala ng enerhiya mula sa mga banggaan sa pagitan ng mga electron at mabibigat na particle ay maaaring mabayaran ng electric field.

Dahil sa pagiging kumplikado ng mababang temperatura na non-equilibrium na plasma, mahirap ilarawan ang mga katangian nito na may ilang mga parameter. Sa teknolohiya ng PECVD, ang pangunahing papel ng plasma ay upang makabuo ng mga chemically active ions at radicals. Ang mga aktibong species na ito ay maaaring mag-react sa iba pang mga ion, atom, o molekula, o magsimula ng pinsala sa sala-sala at mga reaksiyong kemikal sa ibabaw ng substrate. Ang ani ng mga aktibong species ay nakasalalay sa density ng elektron, konsentrasyon ng reactant, at mga koepisyent ng ani, na nauugnay sa lakas ng patlang ng kuryente, presyon ng gas, at ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga banggaan ng butil.

Paano Naiiba ang PECVD sa Tradisyunal na CVD?

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng PECVD at tradisyunal na Chemical Vapor Deposition (CVD) ay nakasalalay sa mga thermodynamic na prinsipyo ng mga reaksiyong kemikal. Sa PECVD, ang dissociation ng mga molekula ng gas sa loob ng plasma ay hindi pumipili, na humahantong sa pagtitiwalag ng mga layer ng pelikula na maaaring magkaroon ng isang natatanging komposisyon sa isang hindi balanseng estado, na hindi pinipigilan ng equilibrium kinetics. Ang isang karaniwang halimbawa ay ang pagbuo ng mga amorphous o non-crystalline na pelikula.

Mga katangian ng PECVD

Mababang Temperatura ng Deposition: Nakakatulong ito na bawasan ang panloob na stress na dulot ng hindi tugmang coefficient ng linear thermal expansion sa pagitan ng pelikula at ng substrate na materyal.

High Deposition Rate: Partikular sa ilalim ng mababang temperatura, ang katangiang ito ay kapaki-pakinabang para sa pagkuha ng mga amorphous at microcrystalline na pelikula.

Pinababang Thermal Damage: Ang proseso ng mababang temperatura ay nagpapaliit sa thermal damage, binabawasan ang interdiffusion at mga reaksyon sa pagitan ng film at substrate na materyal, at binabawasan ang epekto ng mataas na temperatura sa mga electrical properties ng mga device.