1. Ny dingana lehibe amin'ny fametrahana ny etona simika amin'ny plasma
Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) dia teknôlôjia vaovao amin'ny fitomboan'ny sarimihetsika manify amin'ny alalan'ny fanehoan-kevitra simika amin'ny akora misy entona miaraka amin'ny fanampian'ny ranon-dra. Satria ny teknolojia PECVD dia voaomana amin'ny alàlan'ny famoahana entona, ny toetran'ny fihetsiky ny plasma tsy misy equilibrium dia ampiasaina amin'ny fomba mahomby, ary ny fomba famatsiana angovo amin'ny rafitra fanehoan-kevitra dia niova tanteraka. Amin'ny ankapobeny, rehefa ampiasaina ny teknolojia PECVD hanomanana sarimihetsika manify, ny fitomboan'ny sarimihetsika manify dia ahitana ireto dingana telo manaraka ireto indrindra.
Voalohany, ao amin'ny plasma tsy equilibrium, ny elektrôna dia mihetsika amin'ny entona fanehoan-kevitra amin'ny dingana voalohany mba handrava ny entona mihetsika ary mamorona fifangaroan'ny ion sy vondrona mavitrika;
Faharoa, miparitaka sy miparitaka eny amin'ny rindrin'ny sarimihetsika ny karazana vondrona mavitrika rehetra, ary miaraka amin'izay koa ny fanehoan-kevitra faharoa eo amin'ny reactants;
Farany, ireo karazana vokatra fanehoan-kevitra voalohany sy faharoa tonga any amin'ny tampon'ny fitomboana dia voasoroka sy mihetsika miaraka amin'ny tany, miaraka amin'ny famoahana indray ny molekiola misy gazy.
Amin'ny ankapobeny, ny teknolojia PECVD mifototra amin'ny fomba fivoahan'ny hazavana dia mety hahatonga ny entona fanehoan-kevitra ionize mba hamorona plasma eo ambanin'ny fientanentanana ny saha elektromagnetika ivelany. Ao amin'ny ranon-drivotra manjelanjelatra, ny angovo kinetika amin'ny elektrôna avoakan'ny saha elektrika ivelany dia matetika eo amin'ny 10ev, na avo kokoa aza, izay ampy handrava ny fatorana simika amin'ny molekiola entona mihetsika. Noho izany, amin'ny alàlan'ny fifandonan'ny elektrôna mahery vaika sy ny molekiola entona mihetsika, ny molekiola entona dia ho ionized na simba mba hamokatra atôma tsy miandany sy vokatra molekiola. Ny ion tsara dia accelerated amin'ny alalan'ny sosona ion accelerating saha herinaratra ary mifandona amin'ny electrode ambony. Misy ihany koa ny sahan-jiro sosona ion kely eo akaikin'ny elektrôda ambany, noho izany dia baomba amin'ny ions ihany koa ny substrate. Vokatr'izany dia miparitaka amin'ny rindrin'ny fantsona sy ny substrate ny akora tsy miandany vokarin'ny lo. Ao anatin'ny dingan'ny fitetezana sy ny diffusion, ireo poti sy vondrona ireo (ireo atôma sy molekiola tsy miandany amin'ny zavatra simika dia antsoina hoe vondrona) dia handalo fanehoan-kevitry ny molekiola ion sy ny fihetsiky ny molekiola vondrona noho ny lalana malalaka fohy eo ho eo. Ny toetra simika amin'ny akora simika mavitrika (indrindra ny vondrona) izay mahatratra ny substrate sy adsorbed dia tena mavitrika, ary ny sarimihetsika dia miforona amin'ny fifandraisana misy eo amin'izy ireo.
2. Fihetseham-po simika ao amin'ny plasma
Satria ny fientanam-pon'ny entona fanehoan-kevitra ao amin'ny dingan'ny fandoroana hazavana dia fifandonan'ny elektronika indrindra, ny fanehoan-kevitra fototra ao amin'ny plasma dia isan-karazany, ary ny fifandraisana misy eo amin'ny plasma sy ny surface solid dia tena sarotra ihany koa, ka sarotra kokoa ny mianatra ny mekanika. ny PECVD process. Hatreto, rafitra fanehoan-kevitra manan-danja maro no nohatsaraina tamin'ny alalan'ny andrana mba hahazoana sarimihetsika manana toetra tsara. Ho an'ny fametrahana sarimihetsika manify mifototra amin'ny silisiôma mifototra amin'ny teknolojia PECVD, raha azo ambara lalina ny mekanika deposition, dia azo ampitomboina be ny taham-pahafatesan'ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silisiôma amin'ny alàlan'ny fiantohana ny fananana ara-batana tena tsara amin'ny fitaovana.
Amin'izao fotoana izao, amin'ny fikarohana sarimihetsika manify mifototra amin'ny silisiôma, ny silane (SiH4) voadio amin'ny hydrogène dia ampiasaina betsaka ho toy ny entona fanehoan-kevitra satria misy hidrôzenina maromaro ao amin'ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silisiôma. Ny H dia manana anjara toerana lehibe amin'ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silisiôma. Afaka mameno ny fatorana mihantona ao amin'ny rafitra ara-materialy, mampihena be ny haavon'ny angovo, ary mahatsapa mora foana ny fifehezana elektronika valence amin'ny fitaovana Since spear et al. Nahatsapa voalohany ny fiantraikan'ny doping amin'ny sarimihetsika manify silisiôma ary nanomana ny fihaonan'ny PN voalohany, ny fikarohana momba ny fanomanana sy ny fampiharana ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silisiôma mifototra amin'ny teknolojia PECVD dia novolavolaina tamin'ny alàlan'ny tsipika. Noho izany, ny fanehoan-kevitra simika amin'ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silisiôma napetraky ny teknolojia PECVD dia holazaina sy horesahina eto ambany.
Eo ambanin'ny toetry ny famirapiratana, satria ny elektrôna ao amin'ny plasma silane dia manana angovo EV mihoatra ny maromaro, H2 sy SiH4 dia ho levona rehefa mifandona amin'ny elektronika, izay an'ny fanehoan-kevitra voalohany. Raha tsy mandinika ireo fanjakana mientanentana manelanelana isika dia afaka mahazo ireto fanehoan-kevitry ny sihm manaraka ireto (M = 0,1,2,3) miaraka amin'ny 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)
Araka ny hafanana mahazatra amin'ny famokarana molekiolan'ny tany, ny angovo ilaina amin'ny fizotran'ny dissociation etsy ambony (2.1) ~ (2.5) dia 2.1, 4.1, 4.4, 5.9 EV ary 4.5 EV. Ny elektrôna angovo avo ao amin'ny plasma dia afaka mandalo ireto fanehoan-kevitra ionization manaraka ireto
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)
Ny angovo ilaina amin'ny (2.6) ~ (2.9) dia 11.9, 12.3, 13.6 ary 15.3 EV tsirairay avy. Noho ny fahasamihafan'ny angovo fanehoan-kevitra, ny mety ho (2.1) ~ (2.9) fanehoan-kevitra dia tena uneven. Ankoatr'izay, ny sihm miforona miaraka amin'ny fizotry ny fanehoan-kevitra (2.1) ~ (2.5) dia handalo ireto fanehoan-kevitra manaraka ireto amin'ny ionize, toy ny
SiH+e→SiH++2e (2.10)
SiH2+e→SiH2++2e (2.11)
SiH3+e→SiH3++2e (2.12)
Raha atao amin'ny alalan'ny fizotry ny elektrôna tokana io fanehoan-kevitra etsy ambony io, ny angovo ilaina dia eo amin'ny 12 eV na mihoatra. Raha jerena ny zava-misy fa ny isan'ny avo-angovo elektronika ambony 10ev ao amin'ny malemy ionized plasma amin'ny elektronika hakitroky ny 1010cm-3 dia somary kely eo ambany fanerena atmosfera (10-100pa) ho an'ny fanomanana ny silisiôma mifototra amin'ny sarimihetsika, The cumulative Ny mety hisian'ny ionization dia amin'ny ankapobeny dia kely kokoa noho ny mety ho fientanentanana. Noho izany dia kely dia kely ny ampahany amin'ireo kapoka ionized etsy ambony ao amin'ny plasma silane, ary ny vondrona tsy miandany amin'ny sihm no manjaka. Ny valin'ny famakafakana spektrum faobe dia manaporofo izany fehin-kevitra izany [8]. Bourquard et al. Nomarihiny koa fa nihena ny fifantohana amin'ny sihm amin'ny filaharana sih3, sih2, Si ary SIH, fa ny fifantohan'ny SiH3 dia avo telo heny noho ny an'ny SIH. Robertson et al. Notaterina fa amin'ny vokatra tsy miandany amin'ny sihm, silane madio no tena nampiasaina ho an'ny fivoahana mahery vaika, raha ny sih3 kosa dia nampiasaina indrindra tamin'ny famoahana herinaratra ambany. Ny filaharan'ny fifantohana avy any ambony ka hatrany ambany dia SiH3, SiH, Si, SiH2. Noho izany, ny masontsivana fizotry ny plasma dia misy fiantraikany mafy amin'ny firafitry ny vokatra tsy miandany amin'ny sihm.
Ankoatra ny dissociation etsy ambony sy ny fanehoan-kevitry ny ionization, ny fanehoan-kevitra faharoa eo amin'ny molekiola ion dia tena zava-dehibe ihany koa.
SiH2＋+SiH4→SiH3++SiH3 (2.13)
Noho izany, raha jerena ny fifantohana ion, ny sih3 + dia mihoatra ny sih2 +. Afaka manazava ny antony mahatonga ny ion sih3 + bebe kokoa noho ny ion sih2 + ao amin'ny plasma SiH4.
Ho fanampin'izany, hisy ny fifandonan'ny atoma molekiola izay ahafahan'ny atôma hidrôzenina ao amin'ny plasma misambotra ny hidrôzenina ao amin'ny SiH4.
H+ SiH4→SiH3+H2 (2.14)
Izy io dia fanehoan-kevitra exothermic ary mpialoha lalana ny fiforonan'ny si2h6. Mazava ho azy fa ireo vondrona ireo dia tsy ao anaty fanjakana fotsiny, fa mientanentana amin'ny fanjakana mientanentana ao amin'ny plasma. Ny spectra emission amin'ny plasma silane dia mampiseho fa misy ny fiovan'ny toetr'andro mientanentana amin'ny Si, SIH, h, ary ny fientanam-po amin'ny SiH2, SiH3.
Fotoana fandefasana: Apr-07-2021