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PECVD에 대해 공부하기 전, 플라즈마에 대해 공부부터 해보겠습니다.
플라즈마에 대해서 설명하세요.
플라즈마는 물질의 상태 중 하나입니다. 물질의 상태에는 고체, 액체, 기체 그리고 플라즈마가 있는데 기체보다 에너지를 더 많이 받은 상태로 분자 혹은 원자가 이온화되고 전자와 공존하는 전기적으로 중성인 상태를 말합니다. 플라즈마를 형성하기 위해서는 기체 상태에서 더 높은 에너지를 가하면 됩니다. 보통 10만ºC 이상의 온도를 가해주거나, 강한 전계(electric field)를 인가해주면 플라즈마를 형성할 수 있습니다.
플라즈마 내에서 PECVD 반응 가스의 주요 반응은 ionization, exication, dissociation 3가지로 분류됩니다. 첫 번째 ionization은 플라즈마 형성 메커니즘에 기인합니다. 전자 충돌로 인해 가스를 구성하던 원자 또는 분자로부터 전자가 탈출하고 이온이 형성됩니다. 플라즈마 상태를 유지하기 위한 필수 반응입니다. 두번째 exication은 전자가 기저상태에서 원자 또는 분자와 충돌하여 여기상태로 전이됩니다. 이 때 여기상태의 전자가 다시 기저상태로 안정화 되면서 에너지가 방출되고 이는 원자의 종류에 따라 다양한 파장의 빛으로 방출됩니다. 세 번째는 dissociation 입니다. 흔히 radical이라고 표현합니다. 전자 충돌에 의해 원자 형태로 해리되면서 열역학적으로 활성화 에너지가 높아 분해가 어려운 분자들도 쉽게 해리되어 CVD 박막 형성에 용이해집니다.
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