PECVD प्रक्रिया

प्लाझ्मा एन्हांस्ड केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन (PECVD) हे चिप उत्पादनात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे तंत्रज्ञान आहे. ते प्लाझ्मामधील इलेक्ट्रॉनच्या गतिज उर्जेचा उपयोग गॅस टप्प्यात रासायनिक अभिक्रिया सक्रिय करण्यासाठी करते, ज्यामुळे पातळ-फिल्म जमा होते. प्लाझ्मा हा आयन, इलेक्ट्रॉन, तटस्थ अणू आणि रेणूंचा संग्रह आहे, जो मॅक्रोस्कोपिक स्केलवर विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असतो. प्लाझ्मा मोठ्या प्रमाणात अंतर्गत ऊर्जा साठवू शकतो आणि त्याच्या तापमानाच्या वैशिष्ट्यांवर आधारित, थर्मल प्लाझ्मा आणि कोल्ड प्लाझ्मामध्ये वर्गीकृत केले जाते. PECVD सिस्टीममध्ये, कोल्ड प्लाझ्मा वापरला जातो, जो कमी-दाब गॅस डिस्चार्जद्वारे नॉन-समतोल वायू प्लाझ्मा तयार करण्यासाठी तयार होतो.

कोल्ड प्लाझमाचे गुणधर्म काय आहेत?

यादृच्छिक थर्मल मोशन: प्लाझ्मामधील इलेक्ट्रॉन आणि आयनची यादृच्छिक थर्मल गती त्यांच्या दिशात्मक गतीपेक्षा जास्त आहे.

आयनीकरण प्रक्रिया: प्रामुख्याने वेगवान इलेक्ट्रॉन आणि गॅस रेणू यांच्यातील टक्करांमुळे.

ऊर्जेची विषमता: इलेक्ट्रॉनची सरासरी थर्मल मोशन एनर्जी जड कणांपेक्षा (जसे की रेणू, अणू, आयन आणि रॅडिकल्स) पेक्षा 1 ते 2 ऑर्डर जास्त असते.

ऊर्जा भरपाई यंत्रणा: इलेक्ट्रॉन आणि जड कणांमधील टक्करांमुळे होणारी ऊर्जा हानी विद्युत क्षेत्राद्वारे भरपाई केली जाऊ शकते.

कमी-तापमान नसलेल्या समतोल प्लाझमाच्या जटिलतेमुळे, काही पॅरामीटर्ससह त्याची वैशिष्ट्ये वर्णन करणे आव्हानात्मक आहे. PECVD तंत्रज्ञानामध्ये, प्लाझमाची प्राथमिक भूमिका रासायनिक दृष्ट्या सक्रिय आयन आणि रॅडिकल्स तयार करणे आहे. या सक्रिय प्रजाती इतर आयन, अणू किंवा रेणूंशी प्रतिक्रिया देऊ शकतात किंवा थरच्या पृष्ठभागावर जाळीचे नुकसान आणि रासायनिक प्रतिक्रिया सुरू करू शकतात. सक्रिय प्रजातींचे उत्पन्न इलेक्ट्रॉन घनता, अभिक्रियात्मक एकाग्रता आणि उत्पन्न गुणांकांवर अवलंबून असते, जे विद्युत क्षेत्राची ताकद, वायूचा दाब आणि कणांच्या टक्करांच्या सरासरी मुक्त मार्गाशी संबंधित असतात.

PECVD पारंपारिक CVD पेक्षा वेगळे कसे आहे?

PECVD आणि पारंपारिक रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) मधील मुख्य फरक रासायनिक अभिक्रियांच्या थर्मोडायनामिक तत्त्वांमध्ये आहे. PECVD मध्ये, प्लाझ्मामधील गॅस रेणूंचे पृथक्करण गैर-निवडक असते, ज्यामुळे समतोल गतिशास्त्राद्वारे मर्यादित नसलेल्या समतोल स्थितीत एक अद्वितीय रचना असू शकते अशा फिल्म लेयर्सचे डिपॉझिशन होते. एक नमुनेदार उदाहरण म्हणजे अनाकार किंवा स्फटिक नसलेल्या चित्रपटांची निर्मिती.

PECVD ची वैशिष्ट्ये

कमी साचण्याचे तापमान: हे फिल्म आणि सब्सट्रेट सामग्रीमधील रेखीय थर्मल विस्ताराच्या न जुळलेल्या गुणांकांमुळे अंतर्गत ताण कमी करण्यास मदत करते.

उच्च जमा होण्याचा दर: विशेषतः कमी-तापमानाच्या परिस्थितीत, हे वैशिष्ट्य अनाकार आणि सूक्ष्म क्रिस्टलीय चित्रपट मिळविण्यासाठी फायदेशीर आहे.

कमी झालेले थर्मल नुकसान: कमी-तापमान प्रक्रिया थर्मल नुकसान कमी करते, इंटरडिफ्यूजन आणि फिल्म आणि सब्सट्रेट सामग्रीमधील प्रतिक्रिया कमी करते आणि उपकरणांच्या विद्युत गुणधर्मांवर उच्च तापमानाचा प्रभाव कमी करते.