1. Helstu ferli blóðvökva aukins efnagufuútfellingar
Plasma enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) er ný tækni til að vaxa þunnt filmur með efnahvörfum loftkenndra efna með hjálp glóaútskriftarplasma. Vegna þess að PECVD tækni er unnin með gaslosun, eru hvarfeiginleikar plasma sem ekki eru í jafnvægi nýtt á áhrifaríkan hátt og orkugjafarhamur hvarfkerfisins er í grundvallaratriðum breytt. Almennt séð, þegar PECVD tækni er notuð til að undirbúa þunnar filmur, felur vöxtur þunnra filma aðallega í sér eftirfarandi þrjá grunnferla
Í fyrsta lagi, í plasma sem ekki er í jafnvægi, hvarfast rafeindir við hvarfgasið á aðalstigi til að sundra hvarfgasinu og mynda blöndu af jónum og virkum hópum;
Í öðru lagi dreifast alls kyns virkir hópar og flytjast yfir á yfirborð og vegg filmunnar og aukahvörf milli hvarfefna eiga sér stað á sama tíma;
Að lokum aðsogast alls kyns frum- og aukahvarfsafurðir sem ná til vaxtaryfirborðsins og hvarfast við yfirborðið, ásamt endurlosun loftkenndra sameinda.
Nánar tiltekið, PECVD tækni sem byggir á ljómaútskriftaraðferð getur gert hvarfgasið jónað til að mynda plasma undir örvun ytra rafsegulsviðs. Í glóafhleðsluplasma er hreyfiorka rafeinda sem flýtt er fyrir utanaðkomandi rafsvið venjulega um 10ev, eða jafnvel hærri, sem er nóg til að eyðileggja efnatengi hvarfgjarnra gassameinda. Þess vegna, í gegnum óteygjanlegan árekstur háorku rafeinda og hvarfgjarnra gassameinda, verða gassameindirnar jónaðar eða sundurliðaðar til að framleiða hlutlaus atóm og sameindaafurðir. Jákvæðu jónunum er hraðað með því að jónalagið hraðar rafsviðinu og rekast á efri rafskautið. Það er líka lítið rafsvið jónalags nálægt neðri rafskautinu, þannig að undirlagið er einnig sprengt af jónum að einhverju leyti. Fyrir vikið dreifist hlutlausa efnið sem myndast við niðurbrot til rörveggsins og undirlagsins. Í reki og dreifingu munu þessar agnir og hópar (efnafræðilega virku hlutlausu atómin og sameindir eru kölluð hópar) gangast undir jónasameindahvarf og hópsameindahvarf vegna stuttrar meðallausrar leiðar. Efnafræðilegir eiginleikar efnavirku efnanna (aðallega hópa) sem ná til undirlagsins og aðsogast eru mjög virkir og myndin myndast við samspil þeirra.
2. Efnahvörf í plasma
Vegna þess að örvun hvarfgassins í glóðafhleðsluferlinu er aðallega rafeindaárekstur, eru grunnviðbrögðin í plasmanum margvísleg og samspilið milli plasmasins og föstu yfirborðsins er einnig mjög flókið, sem gerir það erfiðara að rannsaka vélbúnaðinn. af PECVD ferli. Hingað til hafa mörg mikilvæg hvarfkerfi verið fínstillt með tilraunum til að fá kvikmyndir með ákjósanlega eiginleika. Fyrir útfellingu þunnt filmu sem byggir á kísill byggt á PECVD tækni, ef hægt er að sýna útfellingarbúnaðinn djúpt, er hægt að auka útfellingarhraða þunnt filmu sem byggir á sílikon til muna á þeirri forsendu að tryggja framúrskarandi eðliseiginleika efna.
Sem stendur er vetnisþynnt sílan (SiH4) mikið notað í rannsóknum á þunnum filmum sem eru byggðar á kísil, vegna þess að það er ákveðið magn af vetni í þunnu filmunum sem eru byggðar á sílikon. H gegnir mjög mikilvægu hlutverki í þunnfilmunum sem eru byggðar á sílikon. Það getur fyllt hangandi tengin í efnisbyggingunni, dregið verulega úr gallaorkustigi og auðveldlega áttað sig á gildi rafeindastýringu efnanna. Þar sem spjót o.fl. Fyrst áttaði sig á lyfjaáhrifum þunnra kísilfilma og undirbjó fyrstu PN-mótin í, rannsóknirnar á undirbúningi og beitingu þunnra filmu sem byggjast á kísill byggt á PECVD tækni hafa verið þróuð með stórum skrefum. Þess vegna verður efnahvarfinu í þunnum filmum sem eru byggðar á kísil, sem komið er fyrir með PECVD tækni, lýst og rædd hér á eftir.
Undir glóðafhleðsluskilyrðum, vegna þess að rafeindirnar í silanplasmanum hafa meira en nokkrar EV orku, munu H2 og SiH4 brotna niður þegar rafeindir rekast á þær, sem tilheyrir frumhvarfinu. Ef við tökum ekki tillit til millispennuástandanna getum við fengið eftirfarandi sundrunarviðbrögð sihm (M = 0,1,2,3) með 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)
Samkvæmt stöðluðum framleiðsluhita jarðefnasameinda er orkan sem þarf fyrir ofangreindar sundrunarferla (2.1) ~ (2.5) 2.1, 4.1, 4.4, 5.9 EV og 4.5 EV í sömu röð. Háorku rafeindir í plasma geta einnig gengist undir eftirfarandi jónunarviðbrögð
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)
Orkan sem þarf fyrir (2.6) ~ (2.9) er 11.9, 12.3, 13.6 og 15.3 EV í sömu röð. Vegna mismunar á hvarforku eru líkurnar á (2.1) ~ (2.9) viðbrögðum mjög misjafnar. Að auki mun sihm sem myndast við hvarfferli (2.1) ~ (2.5) gangast undir eftirfarandi aukahvörf til að jóna, ss.
SiH+e→SiH++2e (2,10)
SiH2+e→SiH2++2e (2,11)
SiH3+e→SiH3++2e (2,12)
Ef ofangreint hvarf er framkvæmt með einni rafeindaferli er orkan sem þarf um 12 eV eða meira. Í ljósi þeirrar staðreyndar að fjöldi háorku rafeinda yfir 10ev í veikburða jónuðu plasma með rafeindaþéttleika 1010cm-3 er tiltölulega lítill undir loftþrýstingi (10-100pa) til að búa til kvikmyndir sem eru byggðar á kísil, The uppsafnað jónunarlíkur eru almennt minni en örvunarlíkur. Þess vegna er hlutfall ofangreindra jónaðra efnasambanda í silanplasma mjög lítið og hlutlaus hópur sihm er ríkjandi. Niðurstöður massarófsgreiningarinnar sanna einnig þessa niðurstöðu [8]. Bourquard o.fl. Benti ennfremur á að styrkur sihms lækkaði í röðinni sih3, sih2, Si og SIH, en styrkur SiH3 var í mesta lagi þrisvar sinnum meiri en SIH. Robertson o.fl. Greint var frá því að í hlutlausum vörum frá sihm var hreint silan aðallega notað til að losa mikið afl, en sih3 var aðallega notað til að losa með litlum krafti. Röð styrks frá háum til lágum var SiH3, SiH, Si, SiH2. Þess vegna hafa plasmaferlisbreytur mikil áhrif á samsetningu sihm hlutlausra vara.
Auk ofangreindra sundrunar- og jónunarviðbragða eru aukahvörf milli jónasameinda einnig mjög mikilvæg.
SiH2＋+SiH4→SiH3++SiH3 (2,13)
Þess vegna, hvað varðar jónastyrk, er sih3 + meira en sih2 +. Það getur útskýrt hvers vegna það eru fleiri sih3 + jónir en sih2 + jónir í SiH4 plasma.
Að auki verður sameinda atóm árekstrarviðbrögð þar sem vetnisatómin í plasma fanga vetnið í SiH4
H+ SiH4→SiH3+H2 (2,14)
Það er útvarma hvarf og undanfari fyrir myndun si2h6. Auðvitað eru þessir hópar ekki aðeins í grunnástandi, heldur einnig spenntir fyrir spenntum ástandi í plasma. Losunarróf sílanplasma sýna að það eru ljósfræðilega leyfileg umbreytingarörvun Si, SIH, h og titringsörvun SiH2, SiH3
Pósttími: Apr-07-2021