Il plasma viene utilizzato nella deposizione chimica da vapore (CVD) principalmente per aumentare la reattività chimica dei precursori a temperature più basse, migliorare la qualità e la stabilità dei film depositati e aumentare la velocità di deposizione. Ciò si ottiene grazie alla ionizzazione e all'attivazione dei gas precursori da parte del plasma, che facilita la formazione di specie reattive che possono reagire prontamente per formare il film desiderato sul substrato.
Temperature di deposizione più basse:
La CVD potenziata da plasma (PECVD) consente la deposizione di film a temperature significativamente inferiori rispetto alla CVD termica tradizionale. Ad esempio, i film di biossido di silicio (SiO2) di alta qualità possono essere depositati a temperature comprese tra 300°C e 350°C utilizzando la PECVD, mentre la CVD standard richiede temperature tra 650°C e 850°C per film simili. Questo è fondamentale per i substrati che non possono sopportare temperature elevate o per preservare le proprietà dei materiali sensibili alla temperatura.Maggiore reattività chimica:
L'uso del plasma nei processi CVD aumenta l'attività chimica delle specie reattive. Il plasma, generato da sorgenti come la corrente continua, la radiofrequenza (CA) e le microonde, ionizza e decompone i gas precursori, creando un'elevata concentrazione di specie reattive. Queste specie, grazie al loro stato di alta energia, possono reagire prontamente per formare il film desiderato. L'attivazione dei gas precursori da parte del plasma riduce la necessità di un'elevata energia termica, tipicamente richiesta per avviare e sostenere le reazioni chimiche nella CVD termica.
Miglioramento della qualità e della stabilità del film:
I metodi potenziati al plasma, come il getto di plasma DC, il plasma a microonde e il plasma RF, offrono una migliore qualità e stabilità dei film depositati rispetto ad altre tecniche CVD. L'ambiente del plasma consente una deposizione più controllata e uniforme, che porta a film con proprietà migliori come l'adesione, la densità e l'uniformità. Questo aspetto è particolarmente importante nelle applicazioni in cui l'integrità e le prestazioni del film sono fondamentali.Tassi di crescita più rapidi:
La CVD potenziata al plasma presenta in genere tassi di crescita più rapidi rispetto alla CVD tradizionale. Ad esempio, i tassi di crescita per il getto di plasma DC, il plasma a microonde e il plasma RF sono stati riportati rispettivamente a 930 µm/h, 3-30 µm/h e 180 µm/h. Queste elevate velocità di crescita sono vantaggiose per le applicazioni industriali in cui la produttività e l'efficienza sono fondamentali.
