PECVD你懂得么
- 格式：ppt
- 大小：3.83 MB
- 文档页数：26
下载文档原格式
合集下载
PECVD的工作原理
PECVD的工作原理PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种利用等离子体增强的化学气相沉积技术，用于在固体表面上沉积薄膜。
它是一种常用于半导体器件创造和薄膜涂层的工艺。
工作原理：PECVD工艺主要包括两个关键步骤：气相反应和薄膜沉积。
1. 气相反应：PECVD工艺通过在等离子体中激发气体份子，使其发生化学反应。
首先，将需要沉积的材料以气体的形式引入反应室中，常用的气体有二硅甲烷（SiH4）、三甲基氯硅烷（TMCTS）等。
然后，通过加热或者电场激发气体份子，使其转化为激发态。
在激发态下，气体份子与反应室内壁或者其他气体份子发生碰撞，引起化学反应。
这些化学反应生成的中间产物随后沉积在基片表面上，形成薄膜。
2. 薄膜沉积：在气相反应生成的中间产物接触到基片表面时，会发生吸附和反应。
基片通常是硅片或者其他材料的平整表面。
吸附和反应过程中，中间产物会与基片表面上的活性位点发生化学键，并逐层沉积形成薄膜。
沉积速率和薄膜性质可以通过控制反应条件（如气体流量、反应温度、功率等）来调节。
PECVD工艺的关键在于等离子体的激发和控制。
等离子体是由引入反应室的气体份子通过电场激发而形成的，电场可以通过射频（RF）功率或者微波功率提供。
等离子体的激发有助于气体份子的解离和激发，提高反应速率和沉积速率。
此外，等离子体还可以提供活性基团，有助于薄膜与基片表面的粘附。
PECVD工艺的优势：1. PECVD工艺可以在较低的温度下进行，避免了高温对基片的损伤，适合于对基片有温度敏感性要求的应用。
2. PECVD工艺可以实现多种材料的沉积，例如硅、氮化硅、氧化硅等，具有较大的灵便性。
3. PECVD工艺可以控制薄膜的厚度和性质，满足不同应用的需求。
总结：PECVD工艺利用等离子体增强的化学气相沉积技术，在固体表面上沉积薄膜。
通过激发气体份子形成等离子体，实现气相反应和薄膜沉积。
PECVD_介绍
等离子增强的化学气相沉积 定义：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成 等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所 期望的薄膜。
定义：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离部分外层电子脱离原子 核，形成电子、正离子和中性粒子混合组成的一种形态，这种形态就称为 等离子态。
内部文件v1.5
1.processing started
PECVD镀膜步骤 PECVD镀膜步骤
工艺开始
2.fill tube with N2 充氮--达到大气压的标准值，机器后面的压力并能准确测 试，得到进舟信号以后炉门才会开启 3.loading boat (paddle in upper position) 进舟--SLS显示桨位于高位， 若此时桨位于低位，进舟将会失败，舟有撞击到石英管的可能性。 4.paddle moves downwards 桨降至低位 5.move out paddle-lower position 桨在低位退出 6.evacuate tube and pressure test 管内抽真空，并进行管内压力测试--（空气接触到硅烷会发生爆炸） 7.plasma preclean and check with NH3 通过高频电源用氨气预清理和检查. 8.purge cycle 1 清洗管路（1） 9.leaktest 测漏
步骤1 取舟前保证SLS状态为Down 输入GoDown 此处可以用到命令语句Boat SLS Setpoint GoUp/GoDown（定位舟软着陆位置上/下） *命令可在Manual菜单下调用
内部文件v1.5
步骤2 SLS状态为Down 输入MAX/2082 此处可以用到命令语句Boat Position Setpoint （定 位舟位置） *命令可在Manual菜单下调用 *可以输入位置数据0（原点）---2082（最大位置）
定义：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离部分外层电子脱离原子 核，形成电子、正离子和中性粒子混合组成的一种形态，这种形态就称为 等离子态。
内部文件v1.5
1.processing started
PECVD镀膜步骤 PECVD镀膜步骤
工艺开始
2.fill tube with N2 充氮--达到大气压的标准值，机器后面的压力并能准确测 试，得到进舟信号以后炉门才会开启 3.loading boat (paddle in upper position) 进舟--SLS显示桨位于高位， 若此时桨位于低位，进舟将会失败，舟有撞击到石英管的可能性。 4.paddle moves downwards 桨降至低位 5.move out paddle-lower position 桨在低位退出 6.evacuate tube and pressure test 管内抽真空，并进行管内压力测试--（空气接触到硅烷会发生爆炸） 7.plasma preclean and check with NH3 通过高频电源用氨气预清理和检查. 8.purge cycle 1 清洗管路（1） 9.leaktest 测漏
步骤1 取舟前保证SLS状态为Down 输入GoDown 此处可以用到命令语句Boat SLS Setpoint GoUp/GoDown（定位舟软着陆位置上/下） *命令可在Manual菜单下调用
内部文件v1.5
步骤2 SLS状态为Down 输入MAX/2082 此处可以用到命令语句Boat Position Setpoint （定 位舟位置） *命令可在Manual菜单下调用 *可以输入位置数据0（原点）---2082（最大位置）
pecvd镀膜要点总结
pecvd镀膜要点总结PECVD镀膜是一种常用的薄膜制备技术，它具有广泛的应用领域。
本文将从PECVD镀膜的原理、设备、工艺参数和应用等方面进行讨论，以便更好地理解PECVD镀膜技术。
一、PECVD镀膜的原理PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）镀膜技术是利用等离子体的作用，在较低的温度下将气相中的化学物质沉积到基底表面上，形成一层薄膜。
其原理是通过电离气体形成等离子体，然后将预先选择的气体通过等离子体激活，使其发生化学反应并沉积在基底表面上，最终形成所需的薄膜。
PECVD镀膜技术可以实现对不同材料的薄膜制备，如氮化硅、氧化硅、氮化硼等。
二、PECVD镀膜的设备PECVD镀膜设备主要由真空系统、气体供给系统、电源系统和控制系统等组成。
真空系统用于提供良好的真空环境，以保证反应的进行；气体供给系统用于将所需的气体输送到反应室中；电源系统则提供能量激活气体，产生等离子体；控制系统用于监控和调节各个参数，确保镀膜过程的稳定性和一致性。
三、PECVD镀膜的工艺参数PECVD镀膜的工艺参数包括沉积温度、沉积压力、气体流量、功率密度等。
沉积温度是指反应室内的温度，它会影响薄膜的结晶性、致密性和机械性能等。
沉积压力是指反应室内的气压，它对等离子体的形成和薄膜的成分有重要影响。
气体流量是指输入到反应室中的气体量，它决定了反应物的浓度和速率。
功率密度是指等离子体中的功率密度，它对等离子体的激活和反应速率有影响。
四、PECVD镀膜的应用PECVD镀膜技术在各个领域都有广泛的应用。
在微电子领域，PECVD镀膜被用于制备薄膜晶体管（TFT）和光学薄膜等。
在太阳能电池领域，PECVD镀膜技术可以用于制备硅薄膜太阳能电池。
在显示器和光学器件领域，PECVD镀膜技术可以制备透明导电膜和抗反射膜等。
此外，PECVD镀膜技术还广泛应用于防腐蚀涂层、功能涂层和生物医学领域等。
PECVD介绍 PPT
在左图中示出了四分之一波 长减反射膜的原理。从第二个界 面返回到第一个界面的反射光与 从第一个界面的反射光相位相差 180度，所以前者在一定程度上 抵消了后者。即n1d1=λ/4
空气或玻璃 n0=1 or 1.5 SiN减反膜的最佳折射率n1为 1.9或2.3 硅 n2=3.87
PECVD的作用
PECVD的作用
PECVD岗位基本操作及注意事项
6.将小车推至上料位置后，确认电极孔的完好，无异物. 7.推车上料输入姓名舟号工艺号及管号. 8.运行工艺. 9.填写相对应的表单. 10.机器报警提示结束，下料取车。
PECVD岗位基本操作及注意事项
11.将小推车推至冷却房，冷却300秒. 12.冷却结束将小车推至装片房，开始卸片.
occupied 有舟
机械臂上石墨舟的感应器
empty：无舟 occupied 有舟
石英管信息显示
ready：准备状态 not ready ：运行状态
机械臂目前所的位置 显示存储架的存储信息
机械臂运行状态 free：运行 lock：锁定
PECVD岗位基本操作及注意事项
BOAT信息设置方法介绍 BOAT信息的设置将直接影响机械臂的自动运
Reflectance(0-1)
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Wavelength(nm)
化学清洗后硅片反射率 沉积SiN膜后的反射率
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
空气或玻璃 n0=1 or 1.5 SiN减反膜的最佳折射率n1为 1.9或2.3 硅 n2=3.87
PECVD的作用
PECVD的作用
PECVD岗位基本操作及注意事项
6.将小车推至上料位置后，确认电极孔的完好，无异物. 7.推车上料输入姓名舟号工艺号及管号. 8.运行工艺. 9.填写相对应的表单. 10.机器报警提示结束，下料取车。
PECVD岗位基本操作及注意事项
11.将小推车推至冷却房，冷却300秒. 12.冷却结束将小车推至装片房，开始卸片.
occupied 有舟
机械臂上石墨舟的感应器
empty：无舟 occupied 有舟
石英管信息显示
ready：准备状态 not ready ：运行状态
机械臂目前所的位置 显示存储架的存储信息
机械臂运行状态 free：运行 lock：锁定
PECVD岗位基本操作及注意事项
BOAT信息设置方法介绍 BOAT信息的设置将直接影响机械臂的自动运
Reflectance(0-1)
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Wavelength(nm)
化学清洗后硅片反射率 沉积SiN膜后的反射率
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
PECVD的工作原理
PECVD的工作原理一、背景介绍PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种利用等离子体增强的化学气相沉积技术，用于在基底表面沉积薄膜的方法。
该技术广泛应用于半导体、光电子、光学涂层、薄膜太阳能电池等领域。
本文将详细介绍PECVD的工作原理。
二、PECVD的基本原理PECVD利用等离子体在气相中激发的活性粒子，使其与气体中的化学物质发生反应，从而在基底表面沉积薄膜。
其基本原理可以概括为以下几个步骤：1. 气体供给：将所需的沉积气体通过进气系统供给到反应室中。
常用的沉积气体包括硅源气体（如SiH4）、碳源气体（如CH4）、氨气（NH3）等。
2. 等离子体激发：在反应室中建立等离子体。
通常通过施加高频电压或者射频电场，在两个电极之间产生电弧放电或者辉光放电，从而激发气体中的电子，形成等离子体。
3. 活性物种生成：在等离子体中，电子与气体份子碰撞，使份子解离或者电离，生成活性物种。
这些活性物种包括自由基、离子、激发态份子等。
4. 反应沉积：活性物种在基底表面进行反应，并沉积形成薄膜。
活性物种与沉积气体中的化学物质反应，形成沉积物质，并在基底表面附着。
5. 薄膜生长：通过控制沉积时间和沉积条件，可以控制薄膜的生长速率和性质。
沉积时间越长，薄膜厚度越大。
三、PECVD的关键参数在PECVD过程中，有几个关键参数需要控制，以获得所需的薄膜性质。
这些参数包括：1. 气体流量：控制沉积气体的流量，可以调节沉积速率和沉积物质的组成。
2. 反应室压力：通过控制反应室的压力，可以调节活性物种的浓度和能量，从而影响薄膜的质量和性能。
3. 射频功率：射频功率的大小直接影响等离子体的产生和活性物种的浓度。
较高的射频功率可以提高沉积速率，但也可能导致薄膜中的缺陷增加。
4. 反应温度：反应温度对薄膜的结晶度、致密性和应力等性质有重要影响。
较高的反应温度可以提高薄膜的致密性和结晶度，但也可能导致薄膜中的缺陷增加。
PECVD的工作原理
PECVD的工作原理PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种利用等离子体增强的化学气相沉积技术，用于在材料表面沉积薄膜。
PECVD广泛应用于微电子、光电子、光伏等领域，可以制备具有特定功能的薄膜，如氮化硅、氮化硼、二氧化硅等。
工作原理：PECVD的工作原理基于等离子体的产生和化学反应。
其主要步骤包括气体供给、等离子体激发、表面反应和薄膜沉积。
1. 气体供给：PECVD过程中，需要供给适当的气体混合物。
常见的气体有硅源气体（如二甲基硅烷）、氮源气体（如氨气）和稀释气体（如氩气）。
这些气体通过气体供给系统进入反应室。
2. 等离子体激发：在反应室中，通过加入能量，如射频电场或微波辐射，将气体转化为等离子体。
等离子体是由电离的气体分子和自由电子组成的高能态物质，具有较高的反应活性。
3. 表面反应：等离子体激发后，气体分子与表面进行化学反应。
例如，在PECVD氮化硅薄膜的制备过程中，二甲基硅烷和氨气会在等离子体的作用下发生反应，生成氮化硅薄膜。
4. 薄膜沉积：反应生成的物质会沉积在基底表面，形成所需的薄膜。
沉积速率和薄膜性质可以通过调节气体流量、反应温度和功率密度等参数来控制。
优点：PECVD具有以下几个优点：1. 温度低：相比于热化学气相沉积（CVD），PECVD在较低的温度下进行，有利于对基底材料的保护，尤其适用于对温度敏感的基底材料。
2. 薄膜均匀性好：等离子体激发的特性使得PECVD沉积的薄膜具有较好的均匀性，能够满足微电子器件对薄膜均匀性的要求。
3. 沉积速率高：PECVD的沉积速率较高，可以快速制备薄膜，提高生产效率。
应用领域：PECVD广泛应用于微电子、光电子和光伏等领域，常见的应用包括：1. 薄膜光学器件：PECVD可用于制备具有特定光学性质的薄膜，如反射镜、透镜等。
2. 电子器件：PECVD可用于制备绝缘层、导电层和隔离层等，用于微电子器件的制备。
PECVD（RothRau）工艺培训
PECVD（RothRau）⼯艺培训PECVD （Roth&Rau ）⼯艺培训⼀、PECVD ⼯序的原理及作⽤PECVD ，即微波间接等离⼦增强化学⽓相沉积，英⽂全称为 Microwave Remote Plasma Enhance Chemical Vapour Deposition 。
PECVD 主要是在硅⽚表⾯（扩散⾯）沉积⼀层深蓝⾊的SiNx 膜。
⽽这层SiNx 膜的作⽤是：a ）减少电池表⾯光的反射；b ）进⾏表⾯及体钝化，减少电池的反向漏电流；c ）具有良好的抗氧化和绝缘性能，同时具有良好的阻挡钠离⼦、阻挡⾦属和⽔蒸汽扩散的能⼒。
为了改善太阳能电池⽚的功率，可以通过在多晶硅表⾯及内部的电⼦空⽳对上沉积⼀层很薄的氮化硅来实现，⼜称为钝化。
由于此氮化硅沉积层所具有⾼硬度，抗化学反应性，折射性强等优点使得它成为当之⽆愧的保护性抗反射层。
通过微波激发的等离⼦体具有很⾼的载电荷浓度（其中离⼦和电⼦能量级可10eV ），这样也正好满⾜薄膜淀积⼯艺中对于离⼦撞击所需的要求。
⼯艺腔中的NH 3和SiH 4分⼦在⾼频微波源的作⽤下热运动加剧，相互间碰撞使其分⼦电离，这些离⼦反应⽣成SiNx 。
+---+++→H SiH Si S SiH ℃6H iH 332233504等离⼦体 +--++→H N N NH ℃3H H 2223503等离⼦体总反应式：↑+→+24335034H 12N i 43S NH SiH ℃等离⼦体在左图中⽰出了四分之⼀波长减反射膜的原理。
从第⼆个界⾯返回到第⼀个界⾯的反射光与从第⼀个界⾯的反射光相位相差180度，所以前者在⼀定程度上抵消了后者。
即n 1d 1=λ/4。
SiN 减反膜的最佳折射率n 1为 1.9或2.3。
膜厚控制在77-93nm ，硅⽚镀膜⾯颜⾊呈PECVD 镀膜后的减反射效果明显。
0.000.100.200.300.400.500.600.70300400500600700800900100011001200Wavelength(nm)R e f l e c t a n c e (0-1)¯§′oó1è??·′é??ê3á?ySiN ?¤oóµ?·′é??ê⼆、设备简介设备跟产品的质量联系最为密切，PECVD主要使⽤的设备分为板式跟管式。
薄膜材料之氮化硅薄膜的PECVD生长介绍
总结
氮化硅薄膜应用很广泛，且应用 PECVD方式生长较好。
谢 谢！
射频功率
射频功率是PECVD 工艺中最重要的参数之一。
当射频功率较小时, 气体尚不能充分电离, 激活效率低, 反 应物浓度小, 薄膜针孔多且均匀性较差, 抗腐蚀性能差;
当射频功率增大时, 气体激活效率提高, 反应物浓度增大, 并且等离子体气体对衬底有一定的轰击作用使生长的氮化 硅薄膜结构致密, 提高了膜的抗腐蚀性能;但射频功率不能 过大, 否则沉积速率过快, 会出现类似“溅射” 现象影响薄 膜性质
300~600K
高温对氮化硅薄膜制备工艺的影响：
高温不仅会使基板变形，而且基板中的缺陷会生 长和蔓延，从而影响界面性能
PECVD制膜的优点：
均匀性和重复性好，可大面积成膜；
可在较低温度下成膜；
台阶覆盖优良； 薄膜成分和厚度易于控制；
适用范围广，设备简单，易于产业化
生成氮化硅薄膜的反应如下：
薄膜分子热运动
设备
直接法生长设备
间接法生长设备
注意事项：
1.要求有较高的本底真空； 2.防止交叉污染； 3.原料气体具有腐蚀性、可燃性、爆炸性、易
燃性和毒性，应采取必要的防护措施。
检验
对薄膜来说, 折射率是薄膜成分以及致密程度的综合指标, 是检验薄膜制备质量的重要参数
不同腔体气压 射频功率 温度 NH3 流量
PECVD 法生长氮化硅薄膜
主要内容：
PECVD介绍 氮化硅薄膜介绍 生成
物理气相沉积(PVD) 离子束溅射镀膜
薄膜制备方式
脉冲激光沉积镀膜
化学气相沉积(CVD)
常压CVD 低压CVD
PECVD 激光增强CVD
CVD介绍
pecvd的工艺流程
pecvd的工艺流程PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种利用等离子体增强的化学气相沉积技术，常用于薄膜的生长和制备。
该工艺在半导体、光电和光学领域中有广泛的应用。
下面将详细介绍PECVD的工艺流程。
PECVD的工艺流程主要包括以下几个步骤：真空抽取、气体进料、等离子体激发、沉积、退火和冷却。
首先是真空抽取阶段，通过真空泵将反应室内的气体和杂质抽取出来。
这个步骤的目的是为了减少反应室内的气体压力，创造一个较为理想的反应环境。
接着是气体进料阶段，将所需的气体输入到反应室中。
根据需要生长的薄膜材料不同，选择不同的气体进行进料，例如二氧化硅需要使用氧和硅源气体。
在进料后，开始等离子体激发阶段。
通过加高电压或射频等离子体发生器产生强电场，气体分子在电场作用下与离子碰撞激发产生等离子体。
等离子体通过与反应室中的气体分子碰撞，使气体处于激发状态，为后续的化学反应提供能量。
然后是沉积阶段，激发的气体分子与基底表面发生化学反应，形成所需的薄膜。
这个过程中，反应室内的温度和压力需要控制在一定的范围，以保证薄膜的质量和厚度。
完成沉积后，进行退火处理。
退火是为了改善薄膜的结晶性和结构紧密性。
通常会升高反应室的温度，使薄膜发生晶化和固化。
最后是冷却阶段，将退火后的样品冷却至室温。
冷却速度过快可能会导致薄膜的应力过大，影响薄膜的性能。
因此，需要逐渐降低反应室的温度，使薄膜缓慢冷却。
通过以上的步骤，PECVD的工艺流程完成了薄膜的成长和制备。
但需要注意的是，PECVD的工艺流程在不同的应用领域和材料需求下可能会有所不同，具体的工艺参数和操作条件需要根据实际情况进行调整和优化。
总之，PECVD作为一种重要的薄膜制备技术，在半导体、光电和光学等领域中发挥着重要的作用。
通过合理的工艺流程和优化的操作条件，PECVD可以生长出高质量、均匀性好的薄膜，满足不同应用的需求。
PECVD的工作原理
PECVD的工作原理PECVD是一种常用的化学气相沉积技术，即等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）。
它是一种通过等离子体激发气体分子，使其发生化学反应并沉积在基底上的方法。
PECVD广泛应用于半导体、光电子、显示器件等领域。
PECVD主要由反应室、气体供给系统、真空系统、加热系统和等离子体激发系统等组成。
下面将详细介绍PECVD的工作原理。
首先，将待沉积的基底放置在PECVD反应室中。
基底可以是硅片、玻璃基板等材料。
然后，通过真空系统将反应室抽至高真空状态，以排除空气中的杂质和水分。
接下来，通过气体供给系统向反应室中输入所需的沉积气体。
沉积气体可以是有机气体、无机气体或二者的混合物，根据不同的沉积材料选择相应的气体。
例如，当需要沉积二氧化硅（SiO2）薄膜时，可以选择使用二甲基硅醚（DMSO）作为沉积气体。
在沉积气体输入反应室后，通过加热系统对基底进行加热，使其达到适当的温度。
温度的选择取决于所需的沉积材料和薄膜特性。
加热后的基底表面将提供适合反应的条件。
随后，通过等离子体激发系统产生等离子体。
等离子体可以通过射频电源或微波电源产生。
当高频电场或微波电场作用于沉积气体时，气体分子将被激发形成等离子体。
等离子体中的电子和离子具有高能量，可以激发沉积气体分子发生化学反应。
在等离子体的作用下，沉积气体分子发生解离、激发和重新组合等反应，形成沉积物。
沉积物以气体形式存在于等离子体中，并在基底表面发生吸附和沉积。
沉积物的形成速率取决于等离子体的密度、沉积气体的浓度和反应温度等因素。
最后，经过一定时间的沉积，沉积物达到所需的厚度后，停止输入沉积气体，并关闭等离子体激发系统。
反应室中的气体被抽出，使反应室恢复到大气压力。
此时，基底上形成了所需的沉积薄膜。
总结起来，PECVD的工作原理可以归纳为以下几个步骤：基底放置、真空抽气、沉积气体输入、基底加热、等离子体激发、沉积物形成和薄膜沉积。