Газы-предшественники в PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) обычно представляют собой реактивные газы, которые ионизируются под действием плазмы, образуя активные группы в возбужденном состоянии. Затем эти группы диффундируют к поверхности подложки и вступают в химические реакции, завершая рост пленки. Обычные газы-предшественники включают силан, кислород и другие газы, которые могут формировать тонкопленочные покрытия на подложках, таких как металлы, оксиды, нитриды и полимеры.
Подробное объяснение:
-
Роль газов-предшественников в PECVD:
-
В PECVD газы-предшественники вводятся в реакционную камеру в газообразном состоянии. Плазма, генерируемая радиочастотным (РЧ), постоянным током (ПТ) или микроволновым разрядом, приводит эти газы в движение. В результате процесса ионизации образуется плазма, содержащая ионы, свободные электроны, свободные радикалы, возбужденные атомы и молекулы. Эти заряженные частицы имеют решающее значение для процесса осаждения, поскольку они взаимодействуют с подложкой для нанесения тонких пленок.
- Типы газов-предшественников:Силан (SiH4):
- Обычно используется для осаждения пленок на основе кремния, таких как диоксид кремния или нитрид кремния.Кислород (O2):
- Часто используется в сочетании с другими газами для образования оксидов.Водород (H2):
- Используется для содействия восстановлению или разложению прекурсоров при более низких температурах.Органические газы:
-
Для осаждения полимерных пленок используются такие газы, как фторуглероды, углеводороды и силиконы.Механизм образования пленки:
-
Плазма усиливает химическую активность реагирующих веществ, позволяя химическим реакциям протекать при гораздо более низких температурах по сравнению с обычным CVD. Плазма диссоциирует газы-предшественники, образуя высокореакционные вещества, которые могут реагировать с подложкой или друг с другом, образуя желаемую пленку. Этот процесс эффективен даже при низких температурах, что очень важно для подложек, чувствительных к высоким температурам.
-
Важность низкого давления в PECVD:
- Большинство процессов PECVD проводится при низком давлении, чтобы стабилизировать плазму разряда за счет увеличения среднего свободного пробега плазменных частиц. Такое низкое давление обеспечивает эффективный доступ реагирующих веществ к поверхности подложки, что повышает однородность и качество осажденной пленки.
- Разновидности техники PECVD:RF-PECVD:
Используется радиочастотная плазма, которая может генерироваться с помощью емкостной связи (CCP) или индуктивной связи (ICP). Индуктивная связь обычно генерирует более высокую плотность плазмы, что приводит к более эффективной диссоциации прекурсоров.
VHF-PECVD:
