1. Maitiro makuru ekuisa plasma makemikari akawedzerwa vapor
Kuiswa kwePlasma inowedzerwa makemikari ekubuda kwemhepo (PECVD) tekinoroji itsva yekukura kwemafirimu matete nekuita kwemakemikari kwezvinhu zvine gasi nerubatsiro rweplasma inoburitsa chiedza. Nekuti tekinoroji yePECVD inogadzirwa nekubudisa chiedza, hunhu hwekuita kweplasma isina kuenzana hunoshandiswa zvinobudirira, uye nzira yekupa simba yehurongwa hwekuita inochinja zvakanyanya. Kazhinji, kana tekinoroji yePECVD ichishandiswa kugadzira mafirimu matete, kukura kwemafirimu matete kunosanganisira maitiro matatu ekutanga anotevera.
Chekutanga, muplasma isina kuenzana, maerekitironi anoita zvakafanana negasi rekuita muchikamu chekutanga kuti aparadzanise gasi rekuita uye agadzire musanganiswa wemaion nemapoka anoshanda;
Chechipiri, marudzi ese emapoka anoshanda anopararira uye anotakurwa kuenda pamusoro nepamadziro efirimu, uye maitiro echipiri pakati pema reactants anoitika panguva imwe chete;
Pakupedzisira, mhando dzese dzezvigadzirwa zvekutanga nezvechipiri zvinosvika pamusoro pekukura zvinonyungudutswa uye zvinosangana nepamusoro, zvichiperekedzwa nekuburitswazve kwemamorekuru ane gasi.
Zvikuru, tekinoroji yePECVD yakavakirwa panzira yekuburitsa chiedza inogona kuita kuti gasi rekuita reaction riite ionize kuti rigadzire plasma pasi pekukwezvwa kwesimba remagetsi rekunze. Muplasma yekuburitsa chiedza, simba remagetsi remaerekitironi rinokurumidza nesimba remagetsi rekunze rinowanzova 10ev, kana kutopfuura, izvo zvakakwana kuparadza zvisungo zvemakemikari zvemamorekuru egasi anochinja. Nokudaro, kuburikidza nekusangana kweinelastic kwemaerekitironi ane simba rakawanda nemamorekuru egasi anochinja, mamorekuru egasi anozoiswa ioni kana kuora kuti agadzire maatomu asina simba uye zvigadzirwa zvemamorekuru. Maion akanaka anokurumidza nesimba resimbi yemagetsi yeion layer uye anobonderana neelectrode yepamusoro. Kunewo munda wemagetsi weion layer diki pedyo neelectrode yepasi, saka substrate inoputirwawo nemaion kusvika pamwero wakati. Nekuda kweizvozvo, chinhu chisina simba chinogadzirwa nekuora chinopararira kumadziro echubhu nesubstrate. Mukufamba kwekudzungaira nekupararira, aya matinji nemapoka (maatomu nemamorekuru asina simba emakemikari anonzi mapoka) achasangana ne ion molecule reaction uye boka re molecule reaction nekuda kwe short average free path. Hunhu hwemakemikari ezvinhu zvinoshanda (kunyanya mapoka) zvinosvika pasi pevhu uye zvinonyungudutswa zvinoshanda zvikuru, uye firimu rinoumbwa nekudyidzana kuripo pakati pazvo.
2. Maitiro emakemikari muplasma
Nekuti kukwidziridzwa kwegasi rekuita mukuita kwekupenya kunonyanya kuve kugongana kwemaerekitironi, maitiro ekutanga muplasma akasiyana, uye kudyidzana pakati peplasma nepamusoro pakasimba kwakaomawo, izvo zvinoita kuti zviome kudzidza mashandiro ePECVD. Kusvika parizvino, masisitimu mazhinji akakosha ekuita akagadziriswa nekuyedza kuti awane mafirimu ane hunhu hwakanaka. Pakuisa mafirimu matete akavakirwa pasilicon zvichibva patekinoroji yePECVD, kana nzira yekuisa inogona kuratidzwa zvakadzama, mwero wekuisa mafirimu matete akavakirwa pasilicon unogona kuwedzerwa zvakanyanya pachinangwa chekuona hunhu hwakanaka hwezvinhu.
Parizvino, mukutsvagisa kwemafirimu matete akavakirwa pasilicon, hydrogen diluted silane (SiH4) inoshandiswa zvakanyanya segasi rekuita nekuti pane huwandu hwakati hwehydrogen mumafirimu matete akavakirwa pasilicon. H inoita basa rakakosha mumafirimu matete akavakirwa pasilicon. Inogona kuzadza zvisungo zvakarembera muchimiro chezvinhu, kuderedza zvakanyanya simba remadhenda, uye kuona nyore nyore kutonga kwemaerekitironi evalence ezvinhu. Sezvo spear et al. Vakaona doping effect yemafirimu matete esilicon uye vakagadzirira PN junction yekutanga, kutsvagisa pakugadzirira nekushandisa mafirimu matete akavakirwa pasilicon akavakirwa patekinoroji yePECVD kwakagadzirwa nekukurumidza. Nokudaro, reaction yemakemikari mumafirimu matete akavakirwa pasilicon akaiswa netekinoroji yePECVD ichatsanangurwa uye ichakurukurwa mune zvinotevera.
Pasi pemamiriro ekubuda kwechiedza, nekuti maerekitironi ari muplasma ye silane ane simba reEV rinopfuura rakati wandei, H2 neSiH4 zvinoora kana zvasangana nemaerekitironi, izvo zviri zvekutanga kwekuita. Kana tikasafunga nezvemamiriro ekufara ari pakati nepakati, tinogona kuwana zvinotevera zvekusiyana kwe sihm (M = 0,1,2,3) ne 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)
Zvichienderana nekupisa kwakajairika kwekugadzirwa kwemamorekuru epasi, simba rinodiwa pamaitiro ekuparadzanisa ari pamusoro apa (2.1) ~ (2.5) i2.1, 4.1, 4.4, 5.9 EV uye 4.5 EV zvichiteerana. Maerekitironi ane simba rakawanda muplasma anogonawo kuita zvinotevera zve ionization.
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)
Simba rinodiwa pa (2.6) ~ (2.9) i11.9, 12.3, 13.6 uye 15.3 EV zvichiteerana. Nekuda kwekusiyana kwesimba rekuita, mukana wekuti (2.1) ~ (2.9) reactions hauna kuenzana. Pamusoro pezvo, sihm inoumbwa nemaitiro ekuita (2.1) ~ (2.5) ichasangana nemaitiro anotevera ekuita kuti ionize, akadai se
SiH+e→SiH++2e (2.10)
SiH2+e→SiH2++2e (2.11)
SiH3+e→SiH3++2e (2.12)
Kana chiitiko chiri pamusoro apa chikaitwa nenzira imwe chete yemaerekitironi, simba rinodiwa rinenge 12 eV kana kupfuura. Tichifunga kuti huwandu hwemaerekitironi ane simba rakawanda pamusoro pe10ev muplasma isina simba ine electron density ye1010cm-3 hudiki pasi pekumanikidzwa kwemhepo (10-100pa) yekugadzira mafirimu akavakirwa pasilicon, mukana we ionization wekuunganidza unowanzova mudiki pane mukana we excitation. Nokudaro, chikamu chema ionized compounds ari pamusoro apa mu silane plasma chidiki kwazvo, uye boka re sihm risina simba ndiro guru. Mhedzisiro yekuongorora mass spectrum inoratidzawo mhedziso iyi [8]. Bourquard et al. Vakaenderera mberi vachiti huwandu hwe sihm hwakaderera muhurongwa hwe sih3, sih2, Si uye SIH, asi huwandu hwe SiH3 hwaive hunopfuura katatu kupfuura hwe SIH. Robertson et al. Vakashuma kuti muzvigadzirwa zve sihm zvisina simba, silane yakachena yainyanya kushandiswa pakuburitsa simba rakawanda, nepo sih3 yainyanya kushandiswa pakuburitsa simba rakaderera. Kurongeka kwekuwanda kubva pakakwirira kusvika pakaderera kwaive SiH3, SiH, Si, SiH2. Saka, maparamita eplasma process anokanganisa zvakanyanya kuumbwa kwezvigadzirwa zve sihm neutral.
Kuwedzera kune zvakataurwa pamusoro apa zvekupatsanurwa uye ionization reactions, maitiro echipiri pakati pemamorekuru eionic akakoshawo zvikuru.
SiH2＋+SiH4→SiH3++SiH3 (2.13)
Saka, maererano nehuwandu hwemaion, sih3 + inopfuura sih2+. Izvi zvinogona kutsanangura kuti nei paine maion akawanda e sih3 + kupfuura sih2 + maion muplasma yeSiH4.
Pamusoro pezvo, pachava nekusangana kwemaatomu emamorekuru apo maatomu ehydrogen ari muplasma anotora hydrogen muSiH4.
H+ SiH4→SiH3+H2 (2.14)
Ipfungwa yekubuda kwemvura mumuviri (exothermic reaction) uye ndiyo nzira yekutanga kuumbwa kwe si2h6. Ehe, mapoka aya haasi mu ground state chete, asiwo anofara ne excited state mu plasma. Ma emission spectra e silane plasma anoratidza kuti kune optically admissible transition excited states e Si, SIH, h, uye vibrational excited states e SiH2, SiH3.
Nguva yekutumira: Kubvumbi-07-2021