最新PECVD原理及设备结构教学讲义ppt课件.ppt

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1、PECVD原理及设备结构PECVD：PlasmaEnhanceChemicalVapourDeposition等离子增强化学气相沉积等离子体：由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样的物质就会变成自由运动并由相互作用的电子、正离子和中性粒子组成混合物的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态.PECVD的原理工作原理：CentrothermPECVD系统是一组利用平行板镀膜舟和高频等离子激发器的系列发生器。在低压和升温的情况下，等离子发生器直接装在镀膜板中间发生反应。所用的活性气体为硅烷SiH4和氨NH3。这些气体作用于存储在硅片上的氮化

2、硅。可以根据改变硅烷对氨气的比率，来得到不同的折射指数。在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产生，使得晶片的氢钝化性十分良好。PECVD的原理物理性质和化学性质：结构致密，硬度大能抵御碱、金属离子的侵蚀介电强度高耐湿性好PECVD的原理Si3N4膜的作用:减少光的反射:良好的折射率和厚度可以促进太阳光的吸收。防氧化:结构致密保证硅片不被氧化。PECVD的原理均匀性分析管式PECVD系统由于其石墨舟中间镂空，因此利用了硅片作为电极的一部分，因此辉光放电的特性就与硅片表面的特性有了一定的关系，比如硅片表面织构化所生成的金子塔尖端的状态就对等离子体放电产生影响，而

3、目前硅片的电导率的不同也影响到等离子场的均匀性管式PECVD的气流是从石英管一端引入，这样也会造成工艺气体分布的不均匀PECVD设备结构晶片装载区炉体特气柜真空系统控制系统PECVD设备结构示意图晶片装载区：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小车、桨、储存区之间互相移动。抽风系统：位于晶片装载区上方，初步的冷却石墨舟和一定程度的过滤残余气体SLS系统：软着落系统，控制桨的上下，移动范围在2—3厘米PECVD设备结构炉体：石英管、加热系统、冷

4、却系统石英管：炉体内有四根石英管，是镀膜的作业区域，耐高温、防反应。加热系统：位于石英管外，有五个温区。PECVD设备结构PECVD设备结构冷却系统：是一套封闭的循环水系统，位于加热系统的金属外壳，四进四出并有一个主管道，可适量调节流量大小。冷却系统的优点:没有消耗净室空气不同管间无热干涉炉环境的温度没有被热空气所提升空气运动（通风装置）没有使房间污染噪音水平低冷却系统示意图特气柜：MFC气动阀MFC：气体流量计（NH3CF4SiH4O2N2）SiH41.8slmNH310.8slmCF43.6slmO23slmN215slm气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀

5、在工作时容易产生火花，而气动阀可以最大程度的避免火花。PECVD设备结构真空系统真空泵：每一根石英管配置一组泵，包括主泵和辅助泵。蝶阀：可以根据要求控制阀门的开关的大小，来调节管内气压的PECVD设备结构控制系统CMI:是Centrotherm研发的一个控制系统，其中界面包括Jobs（界面）、System（系统）、Catalog（目录）、Setup（软件）、Alarms（报警）、Help（帮助）.Jobs:机器的工作状态。System:四根管子的工作状态，舟的状态以及手动操作机器臂的内容。Datalog:机器运行的每一步。PECVD设备结构PECVD设备结构Se

6、tup: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水纹印色斑色差影响PECVD的工艺参量（1）工作频率、功率PECVD工艺是利用微波产生等

7、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

8、低频下等离子体的离化度较