في الترسيب الكيميائي بالبخار المعزز بالبلازما (PECVD)، يتم توليد البلازما لتسهيل ترسيب الأغشية الرقيقة عند درجات حرارة أقل من الطرق التقليدية. ويتم تحقيق ذلك عن طريق تطبيق جهد كهربائي، عادةً من خلال طرق التردد اللاسلكي (RF) أو التيار المباشر (DC)، على أقطاب كهربائية في بيئة غازية منخفضة الضغط. تعمل الطاقة الناتجة عن هذا الجهد على تنشيط الغاز، مما يؤدي إلى تكوين بلازما تتكون من إلكترونات وأيونات وجذور محايدة، والتي تعزز بعد ذلك التفاعلات الكيميائية اللازمة لترسيب الفيلم.
توليد البلازما في PECVD:
يتم توليد البلازما في PECVD في المقام الأول عن طريق تطبيق الطاقة الكهربائية على خليط من الغازات عند ضغوط منخفضة. ويمكن أن يتم ذلك باستخدام ترددات مختلفة من الطاقة الكهربائية، بدءًا من الترددات الراديوية (RF) إلى الترددات المتوسطة (MF) أو النبضية أو طاقة التيار المستمر المباشر. ويعتمد اختيار التردد على المتطلبات المحددة لعملية الترسيب والمواد المستخدمة. وبغض النظر عن التردد المستخدم، فإن الهدف الأساسي هو تنشيط جزيئات الغاز لتكوين بلازما.آلية تكوين البلازما:
عندما يتم تطبيق الطاقة الكهربائية، فإنها تؤين جزيئات الغاز، مما يؤدي إلى تكوين مزيج من الجسيمات المشحونة (الأيونات والإلكترونات) والجسيمات المحايدة (الجذور). وعملية التأين هذه مدفوعة بالطاقة التي يوفرها المجال الكهربائي، والتي تسرّع الإلكترونات إلى سرعات عالية، مما يسمح لها بالتصادم مع جزيئات الغاز وتأينها. وتكون البلازما الناتجة تفاعلية للغاية بسبب الطاقة العالية للجسيمات المكونة لها.
دور البلازما في PECVD:
يتمثل الدور الأساسي للبلازما في عملية الترسيب الكيميائي بالبخار الكهروضوئي PECVD في تعزيز التفاعل الكيميائي لخليط الغاز عند درجات حرارة منخفضة. يتطلب الترسيب الكيميائي التقليدي للبخار الكيميائي (CVD) درجات حرارة عالية لبدء التفاعلات الكيميائية اللازمة لترسيب الفيلم والحفاظ عليها. وعلى النقيض من ذلك، يستخدم الترسيب الكيميائي بالبخار المقطعي (PECVD) الطاقة من البلازما لتنشيط هذه التفاعلات، مما يسمح بحدوث ترسيب الفيلم عند درجات حرارة أقل بكثير من الركيزة. وهذا أمر بالغ الأهمية لتصنيع الأجهزة الحساسة حيث يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تلف الركيزة أو الطبقات الأساسية.
فوائد استخدام البلازما في PECVD:
