1. Babban matakai na haɓakar ƙwayar ƙwayar ƙwayar cuta ta plasma
Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) sabuwar fasaha ce don haɓakar siraren fina-finai ta hanyar sinadarai na abubuwan gas tare da taimakon plasma fitarwa mai haske. Saboda an shirya fasahar PECVD ta hanyar fitar da iskar gas, ana amfani da halayen halayen plasma marasa daidaituwa yadda ya kamata, kuma yanayin samar da makamashi na tsarin amsawa yana canzawa sosai. Gabaɗaya magana, lokacin da ake amfani da fasahar PECVD don shirya fina-finai na bakin ciki, haɓakar siraran fina-finai galibi sun haɗa da matakai guda uku masu zuwa.
Na farko, a cikin plasma mara daidaituwa, electrons suna amsawa tare da iskar gas a matakin farko don lalata iskar gas da samar da cakuda ions da ƙungiyoyi masu aiki;
Na biyu, kowane nau'i na ƙungiyoyi masu aiki suna yaduwa da jigilar kaya zuwa bango da bangon fim ɗin, kuma halayen na biyu tsakanin masu amsawa suna faruwa a lokaci guda;
A ƙarshe, duk nau'ikan samfuran amsawa na farko da na sakandare waɗanda ke kaiwa saman girma ana tallatawa kuma suna amsawa tare da saman, tare da sake sakin kwayoyin gaseous.
Musamman, fasahar PECVD dangane da hanyar fitarwa mai haske na iya sanya iskar gas ɗin ionize don samar da jini a ƙarƙashin haɓakar filin lantarki na waje. A cikin jini mai walƙiya, ƙarfin motsi na electrons da ke haɓaka ta filin lantarki na waje yawanci kusan 10ev ne, ko ma sama da haka, wanda ya isa ya lalata haɗin sinadarai na ƙwayoyin iskar gas. Sabili da haka, ta hanyar karon inelastic na electrons masu ƙarfin ƙarfi da ƙwayoyin iskar gas mai amsawa, ƙwayoyin iskar gas za su zama ionized ko bazuwa don samar da tsaka-tsakin atom da samfuran kwayoyin. Ingantattun ions suna haɓaka ta hanyar ion Layer yana haɓaka filin lantarki kuma suna yin karo da na'urar lantarki ta sama. Hakanan akwai ƙaramin filin lantarki na ion Layer kusa da ƙananan na'urorin lantarki, don haka ion ɗin yana jefa bam zuwa wani wuri. A sakamakon haka, abu mai tsaka-tsaki da aka samar ta hanyar lalacewa yana yaduwa zuwa bangon bututu da substrate. A cikin aiwatar da drift da diffusion, wadannan barbashi da kuma kungiyoyin (the chemically aiki tsaka tsaki atoms da kwayoyin da ake kira kungiyoyin) za su fuskanci ion kwayoyin dauki da kuma kungiyar kwayoyin dauki saboda short matsakaici free hanya. Abubuwan sinadarai na sinadarai masu aiki (galibi ƙungiyoyi) waɗanda ke isa wurin da ake tallatawa suna aiki sosai, kuma fim ɗin yana samuwa ta hanyar hulɗar da ke tsakanin su.
2. Abubuwan sinadaran a cikin jini
Saboda zumudin iskar iskar gas a cikin tsarin fitar da haske shine karo na farko na electron, halayen farko a cikin plasma suna da bambanci, kuma hulɗar da ke tsakanin plasma da ƙwaƙƙwarar saman ita ma tana da rikitarwa sosai, wanda ya sa yana da wuyar nazarin tsarin. Rahoton da aka ƙayyade na PECVD. Ya zuwa yanzu, yawancin mahimman tsarin amsawa an inganta su ta gwaje-gwaje don samun fina-finai tare da kyawawan kaddarorin. Don ƙaddamar da fina-finai na bakin ciki na tushen silicon dangane da fasahar PECVD, idan ana iya bayyana tsarin sanyawa sosai, za a iya ƙara yawan adadin jita-jita na fina-finai na bakin ciki na silicon akan jigo na tabbatar da kyawawan kaddarorin jiki na kayan.
A halin yanzu, a cikin binciken fina-finai na bakin ciki na silicon, hydrogen diluted silane (SiH4) ana amfani dashi sosai a matsayin iskar gas saboda akwai adadin adadin hydrogen a cikin fina-finai na siliki. H yana taka muhimmiyar rawa a cikin fina-finan bakin ciki na tushen silicon. Yana iya cika dangling bond a cikin kayan tsarin, ƙwarai rage aibi makamashi matakin, da kuma sauƙi gane valence electron iko da kayan Tun da mashi et al. Da farko gane tasirin doping na silicon bakin ciki fina-finai da kuma shirya na farko PN junction a, bincike kan shiri da kuma aikace-aikace na silicon-tushen fina-finan da aka dogara da PECVD fasaha da aka samu ta tsalle da iyakoki. Sabili da haka, za a bayyana da kuma tattauna halayen sinadaran a cikin fina-finai na bakin ciki na tushen silicon da fasahar PECVD ta ajiye a cikin masu zuwa.
A ƙarƙashin yanayin fitarwa mai haske, saboda electrons a cikin plasma na silane suna da makamashin EV da yawa fiye da haka, H2 da SiH4 za su ruɓe lokacin da electrons suka yi karo da su, wanda ke cikin matakin farko. Idan ba mu yi la'akari da tsaka-tsaki masu jin dadi ba, za mu iya samun halayen rabuwa na sihm (M = 0,1,2,3) tare da H.
e+SiH4→SiH2+H2+e (2.1)
e+SiH4→SiH3+H+e (2.2)
e+SiH4→Si+2H2+e (2.3)
e+SiH4→SiH+H2+H+e (2.4)
e+H2→2H+e (2.5)
Dangane da ma'aunin zafi na samar da kwayoyin halitta na ƙasa, ƙarfin da ake buƙata don hanyoyin rarrabawar da ke sama (2.1) ~ (2.5) sune 2.1, 4.1, 4.4, 5.9 EV da 4.5 EV bi da bi. High energy electrons a cikin plasma kuma na iya fuskantar halayen ionization masu zuwa
e+SiH4→SiH2++H2+2e (2.6)
e+SiH4→SiH3++ H+2e (2.7)
e+SiH4→Si++2H2+2e (2.8)
e+SiH4→SiH++H2+H+2e (2.9)
Energyarfin da ake buƙata don (2.6) ~ (2.9) shine 11.9, 12.3, 13.6 da 15.3 EV bi da bi. Saboda bambancin ƙarfin amsawa, yuwuwar (2.1) ~ (2.9) halayen ba daidai ba ne. Bugu da ƙari, sihm da aka kafa tare da tsarin amsawa (2.1) ~ (2.5) zai fuskanci halayen biyu na ionize, kamar su.
SiH+e→SiH++2e (2.10)
SiH2+e →SiH2++2e (2.11)
SiH3+e →SiH3++2e (2.12)
Idan abin da ke sama ana aiwatar da shi ta hanyar tsarin lantarki ɗaya, ƙarfin da ake buƙata shine kusan 12 eV ko fiye. Dangane da gaskiyar cewa yawan adadin wutar lantarki mai ƙarfi sama da 10ev a cikin plasma mai rauni mai rauni tare da ƙarancin lantarki na 1010cm-3 yana da ɗan ƙaramin ƙarfi a ƙarƙashin matsin yanayi (10-100pa) don shirye-shiryen fina-finai na tushen silicon. Yiwuwar ionization gabaɗaya karami fiye da yuwuwar tashin hankali. Sabili da haka, adadin abubuwan da ke sama da ionized a cikin silane plasma yana da ƙananan ƙananan, kuma ƙungiyar tsaka-tsaki na sihm yana da rinjaye. Sakamakon nazarin bakan da yawa kuma ya tabbatar da wannan ƙarshe [8]. Bourquard et al. Ci gaba da nuna cewa ƙaddamar da sihm ya ragu a cikin tsari na sih3, sih2, Si da SIH, amma ƙaddamarwar SiH3 ya kasance mafi sau uku na SIH. Robertson et al. An ba da rahoton cewa a cikin samfuran tsaka-tsaki na sihm, ana amfani da silane mai tsabta don fitar da ƙarfi mai ƙarfi, yayin da sih3 aka fi amfani da shi don fitar da ƙarancin wuta. Tsarin maida hankali daga babba zuwa ƙasa shine SiH3, SiH, Si, SiH2. Sabili da haka, sigogin tsarin plasma suna tasiri sosai akan abun da ke cikin sihm tsaka tsaki samfuran.
Baya ga rarrabuwar kai na sama da halayen ionization, halayen na biyu tsakanin ƙwayoyin ionic suma suna da mahimmanci.
SiH2＋+SiH4→SiH3++SiH3 (2.13)
Saboda haka, dangane da maida hankali na ion, sih3 + ya fi sih2 +. Zai iya bayyana dalilin da yasa akwai ƙarin sih3 + ions fiye da sih2 + ions a cikin SiH4 plasma.
Bugu da kari, za a yi wani karo na atom na kwayoyin halitta wanda atom din hydrogen a cikin plasma ya kama hydrogen a cikin SiH4.
H+ SiH4→SiH3+H2 (2.14)
Yana da wani exothermic dauki da precursor don samuwar si2h6. Tabbas, waɗannan ƙungiyoyi ba kawai a cikin ƙasa ba, amma kuma suna jin daɗin yanayin jin daɗi a cikin plasma. Fitar da silane plasma ya nuna cewa akwai jihohi masu jin daɗi na Si, SIH, h, da Jihohin SiH2, SiH3 da za a yarda da su.
Lokacin aikawa: Afrilu-07-2021