Pecvd jarayonlarini diagnostika va monitoring qilish usullari

Аннотация

Hozirgi kunda fan va texnalogiyani rivojlanishida nanotexnalogiyani o‗rni ortib bormoqda. Ayniqsa, olinayotgan nanoo‗chamdagi zarralar, nanokalsterlarni va qatlamlarni analitik o‗lchash, tekshirish quyidagi asboblarni o‗rni benihoya katta hisoblanadi. Kalit so‗zlar: PECVD, LIF, OES, MS, AFM, Raman spektrometr, Ellipsometr. Yupqa qatlamlarni o‗stirishda, PECVD metodinig tashqi va ichki parametrlari, hamda qatlam xususiyatlari o‗rtasidagi munosabatlar juda murakkab. Agar biz reaktor ichida sodir bo‗layotgan jarayonlarni tushunish, nazorat qilish va optimallashtirish uchun ichki parametrlarni (zarrachalar hosil bo‗lishi, ularning oqimi va energiyasi kabi) bilish juda muhimdir. Quyida keltirilgan jadval plazma diagnostikasining turli usullarida, ma‘lumotlarni kiritish, umumiy jarayon, kirish parametrlari va plazma xususiyatlari o‗rtasidagi o‗zaro bog‗liqlik, shuningdek, har bir PECVD tizimining o‗ziga xos xususiyatlarini tushunishni rivojlantirish imkoniyatini beradi. 1-jadval: PECVD jarayonlarini ilg‗or tahlil qilish va nazorat qilish uchun mos diagnostika usullari va ularning imkoniyatlari [4]. Plazma diagnostika usullarini ko‗p jihatdan tasniflash mumkin. Misol uchun: 1) ular o‗lchaydigan zarralar (elektronlar, ionlar, radikallar, fotonlar va boshqalar); 393 2) faol bo‗lish orqali (tizimga qo‗shimcha signalni lazer bilan induktsiyalangan floresansda (LIF) lazer nurlari yoki Langmuir zondlarida tashqi kuchlanishni kiritish; 3) passiv bo‗lish orqali (massspektrometriyada neytrallardan namuna olish yoki optik emissiya spektroskopiyasida (OES) chiqarilgan yorug‗lik); 4) baholashga yordam beradigan parametrlar bo‗yicha (n , n va boshqalar) [1,3]. e R Bundan tashqari, jadvalda keltirilgan mavjud vositalar to‗g‗ridan-to‗g‗ri taglik yuzasida qatlam o‗sish jarayonini kuzatish va qatlamlarning massasi/zichligi, optik, elektr va boshqa xususiyatlarini boshqaradi. Har qanday PECVD tizimini diagnostika qilishda eng ko‗p uchraydigan muammolaridan biri bu elektr yoki optik komponentlarning cho‗ktirilgan qatlamlar bilan ifloslanishidir; bu o‗lchash aniqlikni sezilarli darajada kamaytirishi va mahsulot sifatini pasayishiga olib keladi. Bunday muammolarni hal qilish usullari texnika va jarayonni borishiga bog‗liq. Ana shunday kamchiliklarni bartaraf qilish usullari mavjud; shu jumladan panjurlardan foydalanish (faqat o‗lchovning o‗zi qisqa vaqt ichida ochiladi); uzoq inert gazni tozalash; oyna va linzalarda cho‗kishni minimallashtirish uchun diafragmali kollimatorlardan foydalanish; to‗plangan qatlamni issiqlik bilan bug‗lash yoki purkash bilan olib tashlash uchun elektr (Langmuir) problariga yuqori musbat yoki salbiy kuchlanishlarni qo‗llash va boshqa yondashuvlar [1-3,4-6]. Spektral elipsometriya turli xil sohalarda qo‗llaniladigan nanostrukturalarning, optik konstantalari va qalinliklarini o‗ta yuqori, nanometrnng o‗ndan biri aniqlikda o‗lchash imkonini beradi. Bunday aniqlikka ehtiyoj, birinchi navbatda zamonaviy mikro- va nanoelektronikada, optik qoplamlar texnologiyasida, elektrokimyoviy jarayonlarni o‗rganishda, biologiyada va boshqa qator sohalarda yuzaga keladi [7]. 1-rasm. Spektral elipsometrning tuzilishi va ishlash prinspi. 394 Boshqa analitik usullardan farqli, ellipsometriya usuli juda sodda bo‗lib, namunalarni oldindan maxsus tayyorlashni talab etmaydi, o‗lchash vaqtida na‘munalar xususiyatlariga ta‘sir ko‗rsatmaydi. Uslubning yuqorida keltirilgan barcha afzalliklari uni ommalashishiga va nafaqat ilmiy tadqiqotlar uchun, balki nanoindustriya sohasidagi turli xil texnologik jarayonlarni nazorat qilish uchun keng qo‗llanilishga olib keldi. Yana bir asosiy diagnostika usuli bu Raman spektroskopiyasi. Unda yorug‘likning molekular sochilishi va uning spektral tarkibi haqida batafsil ma‗lumotlarni olishimiz mumkin [7]. 2-rasm. Raman spektroskopiyasining ishlash prinspi. Molekula yorug'lik bilan ta'sirlashganda molukula tebranishi va fotonlar orasida o‗zaro energiya almashinuvi yuzaga keladi. Sochilish natijasida hosil bo‗lgan tushayotgan va sochilgan nur chastotalarining farqi o‗rganilayotgan molekulaning normal tebranishlari haqida aniq ma‘lumot beradi. Bu hol alohida atom yoki molekuladan tashqari o‗zaro bog‗langan atomlar 395 gruppasi uchun ham o‗rinli. Lazer nurining to‗lqin uzunligiga qarab namunani turli chuqurlikda o‗rganish mumkin. Foydalanilgan adabiyotlar ro‗yxati: 1. I.H. Hutchinson, Principles of Plasma Diagnostics, Cambridge University Press, Cambridge (2002).263 2. R. Hippler, S. Pfau, M. Schmidt, K.H. Shoenbach (Eds.), Low Temperature Plasma Physics: Fundamental Aspects and Applications, Wiley-VCH, Berlin (2001). 3. F. Chen, Lecture Notes on Principles of Plasma Processing, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York (2003).161. 4. L. Martinu, O. Zabeida, J. Klemberg-Sapieha Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition of Functional Coatings Published (2010).407 5. H. Aguas, R. Martins, E. Fortunato, Vacuum 56 (2000) 31. 6. P. Spatenka, H. Suhr, Plasma Chem. Plasma Process. 13 (1993) 555. 7. HAL Id: tel-0