PECVD等离子的基本原理nkg

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,PECVD的原理及设备结构,PECVD：Plasma Enhance Chemical Vapour Deposition,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：Centrotherm PECVD 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SiH,4,和氨NH,3,。这些气体作用于存储在硅片上的氮化硅。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,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的原理,3SiH,4,+4NH,3,Si,3,N,4,+12H,2,Si,3,N,4,的认识:,Si,3,N,4,膜的颜色随着它的厚度的变化而变化，其理想的厚度是7580nm之间，表面呈现的颜色是深蓝色，Si,3,N,4,膜的折射率在2.02.5之间为最佳，与酒精的折射率相乎，通常用酒精来测其折射率。,Si3N4的优点：,优良的表面钝化效果高效的光学减反射性能（厚度折射率匹配）低温工艺（有效降低成本）,反应生成的H离子对硅片表面进行钝化.,PECVD的原理及作用,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,Si,3,N,4,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,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23厘米,PECVD设备结构,炉体：石英管、加热系统、冷却系统,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（NH,3,CF,4,SiH,4,O,2,N,2,）,SiH,4,1.8 slm,NH,3,10.8 slm,CF,4,3.6 slm,O,2,3 slm,N,2,15 slm,气动阀：,之所以不用电磁阀是因为电磁阀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,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。,CESAR控制电脑示意图,运行顺序控制,控制界面,数据资料记录,温度,特气,真空,晶片装载,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,演讲完毕，谢谢观看！,