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常见PECVD镀膜色差片分析PPT课件

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PECVD工艺原理及操作 ppt课件

PECVD工艺原理及操作 ppt课件
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设备结构
➢设备结构__管P
23
设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
24
设备结构
➢ 设备结构：
装载区： 桨、LIFT、抽风系统、SLS系统。
•
桨： 由碳化硅材料制成，具有耐高温、防
变形等性能。作用是将石墨舟放入或
取出石英管。
•
LIFT： 机械臂系统，使舟在机械臂作用下在
目录
一．基本原理 二．工艺流程 三．设备结构 四．基本操作 五．异常处理
2
基本原理
➢PECVD： Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition 等离子 增强 化学 气相 沉积
➢等离子体：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物 组成的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态。
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镀膜工艺流程
1. processing started 工艺开始
2. fill tube with N2 充氮
3. loading boat (paddle in upper position) 进舟（桨在高位）
4. paddle moves downwards 桨降至低位
5. move out (paddle in lower position ) 桨在低位移出管外
6
基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）
7
基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
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PECVD工艺原理及操作 ppt课件

PECVD工艺原理及操作 ppt课件
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基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）
7
基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
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基本原理
PECVD
直接法
管式PECVD系统 板式PECVD系统
Centrotherm 、 四 十 八 所、七星华创
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设备结构
加热系统：
1 CMS模块 2 热电偶
3 电源连接外罩 4 温度测量模块
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设备结构
冷却系统：
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设备结构
特气柜：MFC 气动阀 • MFC：气体流量计（NH3、 SiH4 、O2 、 N2）
• 气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀在工作时容易
1
产生火花，而气动阀可以最大程度的避免火花。
5
基本原理
➢其它方法的沉积温度： APCVD —常压CVD，700-1000℃ LPCVD —低压CVD， 750℃，0.1mbar PECVD — 300-450 ℃，0.1mbar
➢PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化 （<450℃）。因此带来的好处： 节省能源，降低成本 提高产能 减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减 ➢ 其他优点： 沉积速率快 成膜质量好 ➢ 缺点： 设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高 镀膜过程中产生的剧烈噪音、辐射、粉尘等对人体有害
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设备结构
➢设备结构__管P
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设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
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设备结构
➢ 设备结构：

最新PECVD工艺原理及操作PPT课件

最新PECVD工艺原理及操作PPT课件
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设备结构
➢设备结构__管P
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设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
24
设备结构
➢ 设备结构：
装载区： 桨、LIFT、抽风系统、SLS系统。
•
桨： 由碳化硅材料制成，具有耐高温、防
变形等性能。作用是将石墨舟放入或
取出石英管。
•
LIFT： 机械臂系统，使舟在机械臂作用下在
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镀膜工艺流程
16. fill tube with N2 充氮
17. move in paddle – lower position 桨在低位进入管内
18. SLS moving to upper position SLS移到高位
19. unloading boat 退舟
20. end of process 结束工艺
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镀膜工艺流程
6. evacuate tube and pressure test 管内抽真空并作压力测试
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. leak test 测漏
10. wait until all zones are on min temperature 恒温
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基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）

基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
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基本原理
PECVD

《PECVD技术》PPT课件

《PECVD技术》PPT课件
➢ 等离子体从宏观来说也是电中性，但是在局部可以为 非电中性。

2020/12/9
h
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3. PECVD
PECVD技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于 低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电（或另加发热体） 使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体 经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄 膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体 中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程 所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的 分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基 团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要 在高温下才能进行的CVD过程得以在低温实现。
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h
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3. PECVD
What’s Plasma? 什么是等离子体？
➢ 地球上，物质有三态，即：固，液，气。
➢ 其共同点是由原子或分子组成，即基本单元是原子和 分子，且为电中性。
➢ 等离子体：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，即第四态。
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3. PECVD
其它方法的沉积温度： APCVD—常压CVD，700-1000℃ LPCVD—低压CVD, ~750℃, ~0.1mbar
对比 PECVD — 300-450 ℃，~0.1mbar
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h
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3. PECVD
特点： PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉
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h
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1.SiNx简介

《PECVD技术》课件

《PECVD技术》课件
《PECVD技术》PPT课件
目录 Contents
• PECVD技术概述 • PECVD设备与系统 • PECVD工艺参数 • PECVD技术的研究进展 • PECVD技术的应用案例
01
PECVD技术概述
PECVD技术的定义
PECVD是“等离子体增强化学气相沉积”的简称，是一种先进的薄膜制备技术。
反应压力参数
总结词
反应压力参数是控制PECVD工艺中气体 混合和流动，以及薄膜性质的重要因素 。
VS
详细描述
反应压力参数包括反应器的压力和气体的 分压。这些参数影响气体的混合和流动特 性，以及化学反应的速率和产物。在选择 反应压力参数时，需要考虑所需的薄膜性 质、工艺条件以及材料的兼容性等因素。
射频电源参数
PECVD技术的未来发展趋势
新型PECVD设备的研发
01
随着科技的不断进步，新型PECVD设备将不断涌现，提高制备
效率和降低成本。
智能化控制和自动化生产
02
未来PECVD技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和产品
质量。
跨学科交叉融合
03
未来PECVD技术将与更多领域进行交叉融合，拓展其应用范围
和领域。
05
PECVD技术的应用案例
PECVD技术在太阳能电池领域的应用
1 2 3
高效硅基太阳能电池
PECVD技术用于制备氮化硅和氮氧化硅薄膜，作 为减反射层和钝化层，提高硅基太阳能电池的光 电转换效率。
CIGS太阳能电池
PECVD技术用于制备铜锌锡硫薄膜，作为吸收层 和缓冲层，提高CIGS太阳能电池的光电转换效率 。
反应温度参数
总结词
反应温度参数是控制PECVD工艺中化学反应速率和薄膜性质的重要因素。

PECVD(光伏 镀膜)演示幻灯片

PECVD(光伏 镀膜)演示幻灯片
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为什么左边偏薄调大右边微波功率?
对于这个问题的第一种解释：左边的微波源有 问题，不能正常工作，只能通过调右边来补偿．可 这样做整体膜都应变厚，而实际是左边影响最大．
另一种解释是：微波源与膜厚是左边（右边）对 应左边（右边）关系，但实际使用的微波功率比较 大，当大到一定程度时，改变某一边的功率对该侧 膜厚影响较小，对对称的那一侧膜厚影响较大，并 且这种观点为多数人所认同．
PECVD简介
1
保密
概述
利用太阳能电池发电是解决能源问题和环境问 题的重要途径之一。目前，80%以上的太阳能电池 是由晶体硅材料制备而成的，制备高效率、低成 本的晶体硅太阳能电池对于大规模利用太阳能发 电有着十分重要的意义。镀膜(PECVD)是制备高效 晶体硅太阳能电池的重要步骤之一.
2
保密
PECVD 简介

n0 n0
n n
r2

n0 n0
nsi nsi
4
nd
0
其中，n0，n和nsi分别为外界介质、膜层和硅 的折射率；0是入射光的波长；d是膜层的实际厚 度；nd为膜层的光学厚度。
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当波长为0的光垂直入射时，如果膜层光学厚
度为0的四分之一，即nd=0/4,则由上面的式子
可得:
R 0

n2 ( n2
n0nsi n0nsi
)2
为了使反射损失减到最小，即希望上式 等于0, 就应有：
n n0nsi
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对于太阳光谱,取0＝0.6微米 ,如果电池直 接暴露在真空或大气中使用，最匹配的减反射膜 折射率为n≈1.97。
在实际应用中，为了提高电池的使用寿命和抗 湿能力，大多采用硅橡胶封装。所以，对于减反 射膜来说，外界介质是硅橡胶，其折射率约为1.4， 在这种情况下，最匹配的减反射膜折射率应为:

常见PECVD镀膜色差片分析

常见PECVD镀膜色差片分析
重新镀膜可以尝试的方法：
用椭偏仪检测发黄片子的膜厚：
1、如果在50nm左右可以直接放置在原先的管中运行至第5步，然后跳步至14步， 开始二次镀膜；
2、如果检测出来的膜厚超过50nm，譬如55nm，我们可以计算，原硅片的膜厚大 概在47nm左右，一次镀膜后膜厚在50nm左右，我们以50nm为准，那么根据我们 所要得到的膜厚85nm来计算，第二步镀膜我们需要的是镀上25nm，假如我们镀 第二层膜厚的时间是600s，600s/25nm=24s/nm，24s/nm*（85-55）nm=480s， 一般根据计算出来得到的膜厚都要稍微高一点，我们取470s开始二次镀膜，方法 一样，由第5步跳到14步。
3
a
三、片子整体发白 现象：片子整体发白
原因分析： 1、由于在上一舟由于短路未镀上膜，立即进入炉管这样因为温度偏高，导致膜 厚偏大（一般整舟出现）； 2、还有可能是在运行过程出现各种报警，导致石墨舟在炉管里时间过长，也会 造成温度异常，而造成膜厚偏厚； 3、在区PSG的时候片子没有洗干净，在后面会出现膜厚偏高，片子发白； 4、镀膜出来的片子膜厚正常，但是片子发白，用椭偏仪检测后发现折射率偏高。
a
管P色ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ片分析
1
a
一、石墨舟片上有一面没有插片 现象：1、片子的背面外围一圈没有镀上膜，呈硅片原色，中间颜色不定，有蓝色
和彩色等； 2、片子的正面边缘色彩正常，为蓝色，膜厚正常，中间一般呈红色。
背面
正面
原因分析：石墨片上有一面未插硅片，就会造成两片返工片，一片为背面，一片为 正面，已经跟生产部强调过一定要插满石墨片，但这种现象仍然存在很多。 解决方法：要求生产人员石墨片上一定要插满硅片，若硅片不够，用假片代替。
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PECVD原理及设备结构ppt课件

PECVD原理及设备结构ppt课件

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PECVD设备结构
Setup: 舟的资料的更改，工艺内容的更改，使用权限 的更改，LIFT位置的更改，CMS安区系统 （安装的感应 器将监控重要系统的运行情况，而一旦不受管的计算机的 控制，CMS将会发生作用，所有的错误信息也都会在CIM 上得以简洁的文本方式显示出来）的更改等。
Alarms：警报内容 Help:简要的说了一下解除警报以及其他方面的方法 CESAR:控制电脑，每一个系统都安装了CESAR控制电脑
及CESAR 控制软件，此控制电脑独立于主电脑系统中。
判断PECVD 的产出硅片的质量
亮点 色斑
镀膜时 间太短
色斑
20
色差
水纹 印
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影响PECVD的工艺参量
（1） 工作频率、功率 PECVD工艺是利用微波产生等离子体实现氮化硅薄膜沉积。微波一般工作频率为 2.45GHz，功率范围为2600W—3200W。高频电磁场激励下，反应气体激活，电离产 生高能电子和正负离子，同时发生化学沉积反应。功率，频率是影响氮化硅薄膜生长 的重要因素，其功率和频率调整不好，会生长一些有干涉条纹的薄膜，片内薄膜的均 匀性非常差。 ①. 工作频率是影响薄膜应力的重要因素。薄膜在高频下沉积的薄膜具有张应力，而在 低频下具有压应力。绝大多数条件下，低频氮化硅薄膜的沉积速率低于高频率薄膜， 而密度明显高于高频薄膜。所有条件下沉积的氮化硅薄膜都具有较好的均匀性，相对 来说，高频薄膜的沉积均匀性优于低频氮化硅薄膜。 在低频下等离子体的离化度较高，离子轰击效应明显，因此有助于去除薄膜生长中的 一些结合较弱的原子团，在氮化硅薄膜沉积中，主要是一些含氢的原子团，因此，低 频氮化硅薄膜中的氢含量相对较低，薄膜的沉积速率也较低，同时，离子轰击使薄膜 致密化，使薄膜密度较大并表现出压应力。在高频下，由于离子轰击作用较弱，薄膜 表现为张应力。 近期的研究发现，氮化硅薄膜的腐蚀速率与应力有密切的关系，压应力对应于较低的 腐蚀速率，而张应力对应于较高的腐蚀速率。（消除应力的一种方法是采用两套频率 不同的功率源交替工作，使总的效果为压缩应力和舒张应力相互抵消，从而形成无应 力膜。但此方法局限性在于它受设备配置的限制，必须有两套功率源；另外应力的变 化跟两个频率功率源作用的比率的关系很敏感，压应力和张应力之间有一个突变，重 复性不易掌握，工艺条件难以控制）。 ②. 功率对薄膜沉积的影响为：一方面，在PECVD工艺中，由于高能粒子的轰击将使界 面态密度增加，引起基片特性发生变化或衰退，特别是在反应初期，故希望功率越小 越好。功率小，一方面可以减轻高能粒子对基片表面的损伤，另一方面可以降低淀积 速率，使得反应易于控制，制备的薄膜均匀，致密。另一方面，功率太低时不利于沉 积出高质量的薄膜，且由于功率太低，反应物离解不完全，容易造成反应物浪费。因 此，根据沉积条件，需要选择合适的功率范围。

PECVD工艺ppt课件

PECVD工艺ppt课件
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PECVD工艺
（一） 在辉光放电条件下，由于硅烷等离子体中的电子具有几个ev 以
上的能量，因此H2和SiH4受电子的碰撞会发生分解，此类反应 属于初级反应。若不考虑分解时的中间激发态，可以得到如下 一些生成SiHm（m=0,1,2,3）与原子H 的离解反应：
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PECVD工艺
e+SiH4→SiH2+H2+e (2.1) e+SiH4→SiH3+H+e (2.2) e+SiH4→Si+2H2+e (2.3) e+SiH4→SiH+H2+H+e (2.4) e+H2→2H+e (2.5) 按照基态分子的标准生产热计算，上述各离 解过程(2.1)~(2.5)所需的能量依次为2.1、4.1、4.4、 5.9eV 和4.5eV。
15
PECVD工艺
等离子体内的高能量电子还能够发生如下的电离反应： – e+SiH4→SiH2++H2+2e (2.6) – e+SiH4→SiH3++ H+2e (2.7) – e+SiH4→Si++2H2+2e (2.8) – e+SiH4→43;2e (2.9)
• 以上各电离反应(2.6)~(2.9)需要的能量分别为11.9，12.3， 13.6和15.3eV，由于反应能量的差异，因此(2.1)~(2.9)各反应 发生的几率是极不均匀的。
分太阳光谱的折射系数是1.5）后封装起来的太阳能电池来说，不易做减反 射膜。
24
PECVD工艺
氮化硅（Si3N4）
• Si3N4的折射率较高，Si3N4在λ=300-1200nm波长范围内的折射率n=2.0-2.2， 而且很少散射。

PVD喷涂及镀膜常见不良26页PPT

PVD喷涂及镀膜常见不良26页PPT

5
PVD Defect Analysis and Action_v1.0
5.咬底/烧焦 Gnawing/Burning Marks
定义：底漆表面喷面漆时出现发黑、发皱、溶胀、起泡甚至脱落的现象。
产生的原因：---面漆溶解力太强，底漆耐溶剂性差； ---面漆喷涂太厚干燥慢，增强对底漆的腐蚀强度； ---底漆没有充分干透； ---面漆烘烤温度过高，产生酸性气体增强对底漆的腐蚀强度。
---涂装前对塑料制品进行退火处理，消除塑料加工中产生的残余应力。 ---在上线之前确保素材表面清洁，无尘点、毛丝等杂质颗粒。
14 PVD Defect Analysis and Action_v1.0
15.气泡 Blister/Bubble
定义：涂层表面、中间或下面可见的气泡或水泡（完整的或破裂的）。
改善措施：---优化喷涂工艺参数； ---确保素材表面平整无孔或在喷涂前对素材进行预热，并在喷涂时有效湿润； ---适当控制炉温； ---加强空气油水分离器的管理，有效分离空气中的水分； ---适当控制涂层的膜厚； ---在喷涂前对素材进行有效除尘和干燥； ---选择适当的油漆体系。
15 PVD Defect Analysis and Action_v1.0
改善措施：---确保涂料在使用过程长期搅拌； ---优化喷涂工艺参数，并严格执行喷涂标准作业规范； ---对镀膜工序出现的色差进行有效管控； ---面漆选用溶解力较差的溶剂，改善底的耐溶剂性或底漆完全固化后再涂面漆；
---选用恰当的原油与色浆体系；
---喷涂过程中严格控制涂层的厚度。
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PVD Defect Analysis and Action_v1.0
8
PVD Defect Analysis and Action_v1.0

PECVD工艺培训ppt

PECVD工艺培训ppt

特点
高沉积速率：通过优化工艺参数，可实现高沉积速率。
应用广泛：适用于微电子、光电子、半导体等多个领域 。
PECVD工艺的应用领域
微电子领域
用于制造微电子器件和集成电路。
光电子领域
用于制造光电子器件，如LED、激 光器等。
半导体领域
用于制造半导体器件，如太阳能电 池等。
其他领域
如金属薄膜改性、生物医学等领域 也有应用。
工艺过程控制
在制程过程中，密切关注各项参数，如温度、压力、时间等，确保其符合要求。
薄膜质量监测
在制程中及制程后，采用仪器或目视等方法对薄膜质量进行监测，如薄膜厚度、表面平整度等。
制程后处理及注意事项
清洁和保养设备
01
制程结束后，对使用过的设备进行清洁和保养，确保其良好运
行。
记录和归档
02
记录制程数据和结果，并将其归档保存，以便后续分析和改进
02
总结经验教训
针对已解决的问题，总结经验教训， 防止类似问题再次发生。
03
持续改进
将改进措施纳入标准操作程序，长期 执行，持续提高PECVD工艺水平。
05
PECVD工艺未来发展趋势
技术创新方向与趋势
增强薄膜性能
通过材料和工艺创新，提高 PECVD工艺制备的薄膜质量、耐 久性和性能。
开发新型设备
薄膜质量不达标
PECVD工艺中，由于反应气体、压强、温度等因 素不稳定，导致生成的薄膜质量不达标。
基底损伤
过高的能量或过量的反应气体导致基底损伤，影 响薄膜附着力和均匀性。
设备故障
由于设备部件磨损、堵塞等原因，导致设备不能 正常运行，影响生产效率和薄膜质量。
针对问题的解决措施及实施方案

常见PECVD镀膜色差片分析

常见PECVD镀膜色差片分析
2、当出现此种色差片的时候，我们首先要做的是要统计其色差片的次数，如果超过 10pcs，我们就要对此舟进行跟踪：
一、检查舟的使用次数，如果到了工艺规定的使用寿命，立即对其停用，对其清洗；
二、检验舟的插片情况，可能会存在新人作业，插片不到位导致色差，确认无误；
三、检查片子在舟里的出处，看是否为我们工艺造成的色差（这个需要重新用一个 好舟来验证），如果是，及时调整；
六安市长安小学
四、片子部分发白 现象：片子的某一部分呈白色，有规则的、位置相同的，有不规则的位置不相同的。 不规则的，位置不相同的
清洗后
镀膜后
原因分析：此为前面扩散工序在扩散过程中偏磷酸滴落在片子上导致 解决方法：前段在交接此等片子的时候，一定要通知PE工艺，如果没有通知，发 现立即对此停做，片子返回前段工序，让其返工。
解决方法： 1、出现因短路造成没镀上膜的的片子（整舟出现）（需要工艺人员确认），石 墨舟退出后，待石墨舟冷却后再进入炉管重新镀膜； 2、当机器出现报警时，工艺要做的就是把握片子在炉管的时间，要及时和设备 沟通，如果需要维修时间较长，可以将工艺关闭，让设备手动取出舟，然后再让 其维修； 3、当发现去PSG没有洗干净时，立即将所有从去PSG留下的片子取回重新清洗， 在清洗前要检查酸槽的浓度是否正常，如果不正常，建议重新换酸后再清洗； 4、折射率偏低的片子， 4-1、先要检查气体流量是否被更改； 4-2、要及时检查机器气体流量是否异常存不存在在工艺时气体流量被关闭的现 象，如有，及时和设备沟通，维修机器； 4-3、如果气体流量正常，可以请设备检查气体单向阀和流量计是否异常。
四、也有可能为新洗舟没有洗干净导致，及时对其停用，重新清洗。
六安市长安小学
七、整体发黄 现象：整体发黄

常见PECVD镀膜色差片分析课件

常见PECVD镀膜色差片分析课件

PPT学习交流
3
三、片子整体发白 现象：片子整体发白
原因分析：
1、由于在上一舟由于短路未镀上膜，立即进入炉管这样因为温度偏高，导致膜 厚偏大（一般整舟出现）；
2、还有可能是在运行过程出现各种报警，导致石墨舟在炉管里时间过长，也会 造成温度异常，而造成膜厚偏厚；
3、在区PSG的时候片子没有洗干净，在后面会出现膜厚偏高，片子发白； 4、镀膜出来的片子膜厚正常，但是片子发白，用椭偏仪检测后发现折射率偏高。
四、也有可能为新洗舟没有洗干净导致，及时对其停用，重新清洗。
PPT学习交流
10
七、整体发黄 现象：整体发黄
1、硅片表面呈淡黄色； 2、硅片表面呈深黄色；
3、硅片表面黄色和其他颜色共存。
颜
色
共
存
原因分析：由于工艺运行中出现各种报警、流量计堵塞、导致射频停止，这样镀膜 不完全，会造成整舟出现发黄片。
PPT学习交流
2、如果检测出来的膜厚超过50nm，譬如55nm，我们可以计算，原硅片的膜厚大 概在47nm左右，一次镀膜后膜厚在50nm左右，我们以50nm为准，那么根据我们所 要得到的膜厚85nm来计算，第二步镀膜我们需要的是镀上25nm，假如我们镀第二 层膜厚的时间是600s，600s/25nm=24s/nm，24s/nm*（85-55）nm=480s，一般根据 计算出来得到的膜厚都要稍微高一点，我们取470s开始二次镀膜，方法一样，由第 5步跳到14步。
PPT学习交流黄，主要是片子的边缘四周会出现发黄
原因分析：
1、由于插片时未到位或者在移动石墨舟过程中造成硅片与石墨片未完全接触，会 造成部分位置发黄；
2、石墨舟使用时间过长，舟的某些部位较脏，会出现一些色差片，会有此类片子 产生

镀膜技术CVD PPT

镀膜技术CVD PPT
主要缺点:1)沉积温度高,热影响显著,有时甚至具有破坏性;
2)存在基片-气氛、设备-气氛间反应,影响基片及设备性能及寿命; 3)设备复杂,工艺控制难度较大。
化学反应的主控参数: 气体参数：流量、组分、温度、分压。。。
设备参数：真空室构型、基片放置及回转方式。。。
主要应用场合:
半导体工业
换能器件膜层：太阳能电池非晶Si膜，成本 半导体、介电膜层：III - V族、II VI族等半导体薄膜
2)高温CVD的加热装置:一般可分为电阻加热、感应加热和红外辐射加热三类。
a – 电阻加热
b – 感应加热
典型的CVD加热装置示意图
c – 红外加热
Chemical vapor deposition, CVD
CVD沉积装置
高温和低温CVD装置: 3)高温CVD装置:又可依照加热方式不同分为
冷热壁壁两式式类。
( E h hc / )
② 基片温度 只影响扩散传输、不影响化学反应
主要优点:
① 沉积温度低、无需高能粒子轰击,可获得 结合好、高质量、无损伤的薄膜;
② 沉积速率快; ③ 可生长亚稳相和形成突变结(abrupt junction)。
主要应用场合:
低温沉积各种高质量金属、介电、半导体薄膜。
汞敏化硅烷沉积 a-Si:H的装置
基本特征:
■ 应用等离子体的CVD方法; ■ 采纳低温等离子体(当地温度、电子温度); ■ 沉积时,基片温度特别低; ■ 薄膜性能比其它CVD方法更佳。
带电粒子（高能自由电子 正负离子）
等离子体的组成 中性粒子（激发态原子、分子 基态原子、分子）
光子
等离子体的作用:高能自由电子的平均能量达 1~20 eV,足以使大多数气体电离/分解

PECVD镀膜技术简述只是课件

PECVD镀膜技术简述只是课件
— 管式PECVD 最大的缺陷在于因使用石墨舟作为电极，而随着石墨舟使用次 数的增加，导电性和导热性能均会大幅下滑，会导致镀膜品质变差。
? Roth & Rau_ 平板式微波间接型 ? OTB_直流间接型
— 微波法通常的频率为 2.45GHZ ，频率很高。由于频率很高，等离子进入硅片表面 较浅，钝化效果较差，尤其是体钝化效果很差。
— 不同频率与退火。对于低频技术，退火会明显降低 JoE，因此，在 低频技术中退火成为表面钝化的一部分。而对于高频技术，退火对 JoE的影响不显明，如右图所示。（薄膜条件 :400 ℃沉积， 60nm厚）
小结
? 从工艺角度看，无论直接法还是间接法 PECVD ，最主要的影响因素电极方式、频率，直接影响镀膜后氮化硅薄膜的致密性和均 匀性，以及对硅片表面的损伤和钝化效果的优劣，进而产生转换效率的差异。
各种PECVD技术简述
? 德国Centrotherm 、国产 48所/SevenStar/ 捷佳伟创 _炉管式直接型
— 炉管式直接法 PECVD 通常的频率为 40KHZ ，沉积速率较慢，且对表面损伤严 重，但是钝化效果较佳，尤其是体钝化效果最好；
— 为减小对表面造成的损伤，采用脉冲式的间断低频场，在电学控制及沉积 稳定性方面较佳。
— 微波法对硅片表面的轰击较小，镀膜均匀性较好，沉积速率较快，约为 1nm/S， 且较之于炉管式 PECVD ，耗气量较小。
— 微波法温度难于控制，目前尚无明显改进，加之腔室内大量沉积氮化硅，导致腔 室洁净度随着工艺运行而逐渐变差，膜质致密性较差。
— 直流法的沉积速率很高可达 20nm/s ，远高于其他 PECVD 。主要原因在于其等离子 体分成上游和下游两个腔体，在上游腔体气体压力很高，达到亚大气压 (subatmospheric pressure> 时，离化率可达 10%；
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重新镀膜可以尝试的方法：
用椭偏仪检测发黄片子的膜厚：
1、如果在50nm左右可以直接放置在原先的管中运行至第5步，然后跳步至14步， 开始二次镀膜；
2、如果检测出来的膜厚超过50nm，譬如55nm，我们可以计算，原硅片的膜厚大 概在47nm左右，一次镀膜后膜厚在50nm左右，我们以50nm为准，那么根据我们 所要得到的膜厚85nm来计算，第二步镀膜我们需要的是镀上25nm，假如我们镀 第二层膜厚的时间是600s，600s/25nm=24s/nm，24s/nm*（85-55）nm=480s， 一般根据计算出来得到的膜厚都要稍微高一点，我们取470s开始二次镀膜，方法 一样，由第5步跳到14步。
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四、片子部分发白 现象：片子的某一部分呈白色，有规则的、位置相同的，有不规则的位置不相同的。 不规则的，位置不相同的
清洗后
镀膜后
原因分析：此为前面扩散工序在扩散过程中偏磷酸滴落在片子上导致 解决方法：前段在交接此等片子的时候，一定要通知PE工艺，如果没有通知，发 现立即对此停做，片子返回前段工序，让其返工。
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规则的，位置相同的
原因分析：规则的一般是在同一边，由于去PSG机器长时间的清洗，每一次提篮 可能都会带走一些液体，导致槽内的液位降低，当液位低至篮的最高位置时， 就会出现此种情况； 解决方法：先要找到是那台机器存在问题，发现后立即对其加液，加满后对此 酸的浓度进行检测，如正常，可正常生产，如酸浓度较低，得对此进行酸液补 偿
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管P色差片分析
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一、石墨舟片上有一面没有插片 现象：1、片子的背面外围一圈没有镀上膜，呈硅片原色，中间颜色不定，有蓝色
和彩色等； 2、片子的正面边缘色彩正常，为蓝色，膜厚正常，中间一般呈红色。
背面
正面
原因分析：石墨片上有一面未插硅片，就会造成两片返工片，一片为背面，一片为 正面，已经跟生产部强调过一定要插满石墨片，但这种现象仍然存在很多。 解决方法：要求生产人员石墨片上一定要插满硅片，若硅片不够，用假片代替。
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二、镀膜过程中硅片滑落或者碎裂 现象：1、片子表面一部分已经镀上膜，还有一部分为硅片本色； 2、片子上部分镀膜均匀，部分呈彩虹色彩，颜色较多。
滑落
碎片
原因分析：由于上舟过程中的机械臂抖动造成硅片部分滑落或者碎片，这样在镀 膜过程中会造成如上图的现象。 解决办法：在产线员工插片前首先清除石墨舟里的碎片，插好片时要对石墨舟轻 轻拍打，看是否存在片子没有卡到的现象，如有，及时调整，插片过程中，如有 碎片，要及时清理出，同时在上舟时要尽量保持舟和机械臂、浆的平稳性。
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解决方法： 1、出现因短路造成没镀上膜的的片子（整舟出现）（需要工艺人员确认），石 墨舟退出后，待石墨舟冷却后再进入炉管重新镀膜； 2、当机器出现报警时，工艺要做的就是把握片子在炉管的时间，要及时和设备 沟通，如果需要维修时间较长，可以将工艺关闭，让设备手动取出舟，然后再让 其维修； 3、当发现去PSG没有洗干净时，立即将所有从去PSG留下的片子取回重新清洗， 在清洗前要检查酸槽的浓度是否正常，如果不正常，建议重新换酸后再清洗； 4、折射率偏低的片子， 4-1、先要检查气体流量是否被更改； 4-2、要及时检查机器气体流量是否异常存不存在在工艺时气体流量被关闭的现 象，如有，及时和设备沟通，维修机器； 4-3、如果气体流量正常，可以请设备检查气体单向阀和流量计是否异常。
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THANKS
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七、整体发黄 现象：整体发黄 1、硅片表面呈淡黄色； 2、硅片表面呈深黄色； 3、硅片表面黄色和其他颜色共存。
颜 色 共 存
原因分析：由于工艺运行中出现各种报警、流量计堵塞、导致射频停止，这样镀膜 不完全，会造成整舟出现发黄片。
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解决办法：与机器设备有关，如何解决各种报警信息（如高频异常、真空异常、压 力异常）等，厂商还未给出较好的答案，工艺要做的就是在发生问题的时候找到属 于工艺自己的答案，交由设备处理，同时对1、2两种情况的片子有兴趣的话可以 进行重新镀膜。
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三、片子整体发白 现象：片子整体发白
原因分析： 1、由于在上一舟由于短路未镀上膜，立即进入炉管这样因为温度偏高，导致膜 厚偏大（一般整舟出现）； 2、还有可能是在运行过程出现各种报警，导致石墨舟在炉管里时间过长，也会 造成温度异常，而造成膜厚偏厚； 3、在区PSG的时候片子没有洗干净，在后面会出现膜厚偏高，片子发白； 4、镀膜出来的片子膜厚正常，但是片子发白，用椭偏仪检测后发现折射率偏高。
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五、彩虹片 现象：片子的某一位置存在混合颜色的片子
原因分析：可能由于有部分碎片粘在硅片上、定位柱损坏、插片时未插到位、或 者由于其他原因导致硅片上局部电流过大都会造成彩虹片。 解决办法： 插片要插到位，若发现定位柱有损伤，请立即通知工艺人员。
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六、部分位置发黄片 现象：部分位置发黄，主要是片子的边缘四周会出现发黄
原因分析： 1、由于插片时未到位或者在移动石墨舟过程中造成硅片与石墨片未完全接触，会 造成ห้องสมุดไป่ตู้分位置发黄； 2、石墨舟使用时间过长，舟的某些部位较脏，会出现一些色差片，会有此类片子 产生
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解决办法： 1、在产线员工插片前首先清除石墨舟里的碎片，插好片时要对石墨舟轻轻拍打，看 是否存在片子没有卡到的现象，如有，及时调整，插片过程中，如有碎片，要及时 清理出，同时在上舟时要尽量保持舟和机械臂、浆的平稳性。 2、当出现此种色差片的时候，我们首先要做的是要统计其色差片的次数，如果超过 10pcs，我们就要对此舟进行跟踪： 一、检查舟的使用次数，如果到了工艺规定的使用寿命，立即对其停用，对其清洗； 二、检验舟的插片情况，可能会存在新人作业，插片不到位导致色差，确认无误； 三、检查片子在舟里的出处，看是否为我们工艺造成的色差（这个需要重新用一个 好舟来验证），如果是，及时调整； 四、也有可能为新洗舟没有洗干净导致，及时对其停用，重新清洗。