1. Ireo dingana lehibe amin'ny fametrahana etona simika nohatsaraina ao amin'ny plasma
Teknolojia vaovao ho an'ny fitomboan'ny sarimihetsika manify amin'ny alàlan'ny fihetsika simika amin'ny akora entona amin'ny alàlan'ny plasma famoahana hazavana ny PECVD (plasma nohamafisina ny etona simika). Satria ny teknolojia PECVD dia nomanina tamin'ny alàlan'ny famoahana entona, dia ampiasaina tsara ny toetran'ny fihetsiky ny plasma tsy mifandanja, ary miova tanteraka ny fomba famatsiana angovo amin'ny rafitra fihetsika. Amin'ny ankapobeny, rehefa ampiasaina hanomanana sarimihetsika manify ny teknolojia PECVD, ny fitomboan'ny sarimihetsika manify dia ahitana ireto dingana fototra telo manaraka ireto.
Voalohany, ao amin'ny plasma tsy mifandanja, dia mihetsika amin'ny entona mihetsika ny elektrôna amin'ny dingana voalohany mba handrava ny entona mihetsika ary hamorona fifangaroan'ny iôna sy vondrona mavitrika;
Faharoa, miparitaka sy miparitaka eny amin'ny velaran'ny akora sy ny rindrin'ny sarimihetsika ny karazana vondrona mavitrika rehetra, ary miaraka amin'izay koa no mitranga ny fihetsika faharoa eo amin'ireo zavatra mihetsika;
Farany, ny karazana vokatra rehetra amin'ny fihetsehana voalohany sy faharoa tonga eo amin'ny velaran'ny fitomboana dia voatsindrona ary mihetsika amin'ny velarana, miaraka amin'ny famoahana indray ireo molekiola entona.
Indrindra indrindra, ny teknolojia PECVD mifototra amin'ny fomba famoahana hazavana dia afaka mahatonga ny gazy mihetsika ho ionized mba hamorona plasma eo ambany fientanentanana avy amin'ny sehatra elektromagnetika ivelany. Ao amin'ny plasma famoahana hazavana, ny angovo kinetika an'ny elektrôna izay hafainganina amin'ny sehatra elektrika ivelany dia matetika eo amin'ny 10ev eo ho eo, na mihoatra aza, izay ampy handrava ny fifamatorana simika amin'ny molekiola gazy mihetsika. Noho izany, amin'ny alàlan'ny fifandonana tsy elastika eo amin'ny elektrôna angovo avo lenta sy ny molekiola gazy mihetsika, ny molekiola gazy dia ho ionized na ho levona mba hamokatra atôma tsy miandany sy vokatra molekiola. Ny ion tsara dia hafainganina amin'ny alàlan'ny sehatra elektrika manafaingana ny sosona ion ary mifandona amin'ny elektroda ambony. Misy ihany koa ny sehatra elektrika sosona ion kely eo akaikin'ny elektroda ambany, ka ny substrate dia voadaroka baomban'ny ion amin'ny lafiny sasany. Vokatr'izany, ny akora tsy miandany vokarin'ny fahapotehana dia miparitaka mankany amin'ny rindrin'ny fantsona sy ny substrate. Mandritra ny dingan'ny fivezivezena sy ny diffusion, ireo poti-javatra sy vondrona ireo (ny atôma sy molekiola tsy miandany miasa simika dia antsoina hoe vondrona) dia handalo fihetsika molekiola ion sy fihetsika molekiola vondrona noho ny lalana malalaka fohy antonony. Tena mavitrika ireo toetra simikan'ireo akora simika mavitrika (indrindra ireo vondrona) izay tonga any amin'ny substrate ary voatsindrona, ary ny fifandraisana misy eo amin'izy ireo no miforona ho sarimihetsika.
2. Fihetseham-po simika ao amin'ny plasma
Satria ny fientanentanana ateraky ny entona mihetsika amin'ny fizotran'ny famoahana hazavana dia fifandonana elektrôna indrindra, dia isan-karazany ny fihetsika fototra ao amin'ny plasma, ary sarotra be ihany koa ny fifandraisana misy eo amin'ny plasma sy ny velaran-tany mivaingana, izay mahatonga azy ho sarotra kokoa ny mandinika ny mekanisma amin'ny fizotran'ny PECVD. Hatreto, rafitra fihetsika manan-danja maro no nohatsaraina tamin'ny alalan'ny andrana mba hahazoana sarimihetsika manana toetra tsara indrindra. Ho an'ny fametrahana sarimihetsika manify miorina amin'ny silikônina mifototra amin'ny teknolojia PECVD, raha azo aseho lalina ny mekanisma fametrahana, dia azo ampitomboina be ny tahan'ny fametrahana sarimihetsika manify miorina amin'ny silikônina amin'ny alàlan'ny fiantohana ny toetra ara-batana tsara dia tsara an'ny fitaovana.
Amin'izao fotoana izao, amin'ny fikarohana momba ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silikônina, ny silane hidrôzenina voatsatso (SiH4) dia ampiasaina betsaka ho toy ny entona fihetsiketsehana satria misy hidrôzenina sasany ao amin'ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silikônina. Ny H dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silikônina. Afaka mameno ny fatorana mihantona ao amin'ny rafitry ny fitaovana izy io, mampihena be ny haavon'ny angovon'ny lesoka, ary mora mahatsapa ny fanaraha-maso ny elektrôna valence amin'ny fitaovana. Hatramin'ny nahitan'i Spear et al. voalohany ny fiantraikan'ny doping amin'ny sarimihetsika manify silikônina ary nanomana ny PN junction voalohany tamin'ny taona, dia novolavolaina haingana dia haingana ny fikarohana momba ny fanomanana sy ny fampiharana ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silikônina mifototra amin'ny teknolojia PECVD. Noho izany, ny fihetsika simika ao amin'ny sarimihetsika manify mifototra amin'ny silikônina napetraky ny teknolojia PECVD dia hohazavaina sy horesahina amin'ny manaraka.
Eo ambanin'ny toe-javatra famoahana hazavana, satria manana angovo EV mihoatra ny maromaro ny elektrôna ao amin'ny plasma silane, dia ho simba ny H2 sy SiH4 rehefa mifandona amin'ny elektrôna izy ireo, izay anisan'ny fihetsika voalohany. Raha tsy dinihina ireo toe-javatra mientanentana antonony, dia afaka mahazo ireto fihetsika fisarahana manaraka ireto amin'ny sihm (M = 0,1,2,3) miaraka amin'ny H isika.
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 molekiola fototra, ny angovo ilaina amin'ireo dingana fisarahana etsy ambony (2.1) ~ (2.5) dia 2.1, 4.1, 4.4, 5.9 EV ary 4.5 EV tsirairay avy. Ny elektrôna angovo avo lenta ao amin'ny plasma dia mety handalo ireto fihetsika ionisation manaraka ireto ihany koa.
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 angovon'ny fihetsika, dia tsy mitovy ny mety hisian'ny fihetsika (2.1) ~ (2.9). Ankoatra izany, ny sihm niforona tamin'ny fizotran'ny fihetsika (2.1) ~ (2.5) dia handalo ireto fihetsika faharoa manaraka ireto mba hioziôna, toy ny
SiH+e→SiH++2e (2.10)
SiH2+e→SiH2++2e (2.11)
SiH3+e→SiH3++2e (2.12)
Raha tanterahina amin'ny alalan'ny dingana elektrôna tokana ity fihetsika etsy ambony ity, dia eo amin'ny 12 eV na mihoatra eo ho eo ny angovo ilaina. Noho ny zava-misy fa ny isan'ny elektrôna manana angovo avo lenta mihoatra ny 10ev ao amin'ny plasma misy ionika malemy miaraka amin'ny hakitroky ny elektrôna 1010cm-3 dia somary kely eo ambanin'ny tsindrin'ny atmosfera (10-100pa) ho an'ny fanomanana sarimihetsika mifototra amin'ny silikônina, ny mety hisian'ny ionika mitambatra dia amin'ny ankapobeny dia kely kokoa noho ny mety hisian'ny fientanentanana. Noho izany, dia kely dia kely ny ampahany amin'ireo singa ionika voalaza etsy ambony ao amin'ny plasma silane, ary ny vondrona tsy miandany amin'ny sihm no manjaka. Ny valin'ny fanadihadiana momba ny spectrum mass dia manaporofo izany famaranana izany [8]. Bourquard et al. dia nanipika ihany koa fa ny fifantohan'ny sihm dia nihena tamin'ny filaharan'ny sih3, sih2, Si ary SIH, fa ny fifantohan'ny SiH3 dia avo telo heny noho ny an'ny SIH. Robertson et al. dia nitatitra fa amin'ny vokatra tsy miandany amin'ny sihm, ny silane madio dia nampiasaina indrindra ho an'ny famoahana herinaratra avo lenta, raha ny sih3 kosa dia nampiasaina indrindra ho an'ny famoahana herinaratra ambany. Ny filaharan'ny fifantohana avy amin'ny avo ka hatramin'ny ambany dia SiH3, SiH, Si, SiH2. Noho izany, ny masontsivana momba ny fizotran'ny plasma dia misy fiantraikany lehibe amin'ny firafitry ny vokatra tsy miandany amin'ny sihm.
Ankoatra ireo fihetsika fisarahana sy ionisation etsy ambony ireo, dia tena zava-dehibe ihany koa ny fihetsika faharoa eo amin'ny molekiola ionika.
SiH2＋+SiH4→SiH3++SiH3 (2.13)
Noho izany, raha ny fifantohan'ny iôna no jerena, ny sih3 + dia mihoatra noho ny sih2 +. Afaka manazava ny antony maha betsaka kokoa ny iôna sih3 + noho ny iôna sih2 + ao amin'ny plasma SiH4 izany.
Ankoatra izany, hisy ny fifandonana amin'ny atôma molekiola izay hisamboran'ny atôma hidrôzenina ao amin'ny plasma ny hidrôzenina ao amin'ny SiH4.
H+ SiH4→SiH3+H2 (2.14)
Fihetsehana exothermic izy io ary mpialoha lalana amin'ny fiforonan'ny si2h6. Mazava ho azy fa ireo vondrona ireo dia tsy ao amin'ny toetry ny tany fotsiny ihany, fa mientanentana amin'ny toetry ny mientanentana ao amin'ny plasma ihany koa. Ny spectra famoahana ny plasma silane dia mampiseho fa misy toetry ny fifindrana mientanentana azo ekena amin'ny optika an'ny Si, SIH, h, ary toetry ny mientanentana amin'ny hovitrovitra an'ny SiH2, SiH3.
Fotoana fandefasana: 07-Apr-2021