一PECVD原理及设备结构3.ppt

1、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SiH4和氨NH3。这些气体作用于存储在硅片上的氮化硅。可

2、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,3SiH4+4NH3 Si3N4+12H2,Si3N4的认识: Si3N4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，Si3N4膜的折射率在2.02.5之间为最佳，与酒精的折射率相乎

3、，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,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,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

4、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

5、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（NH3 CF4 SiH4 O2 N2） SiH4 1.8 slm NH3 10.8 slm CF4 3.6 slm O2 3 slm N2 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 Centrot

6、herm 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