一PECVD原理及设备结构3.ppt

PECVD的原理及设备结构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.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。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。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75—80nm之间，表面呈现的颜色是深蓝色，Si3N4膜的折射率在2.0—2.5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.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设备结构晶片装载区：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设备结构冷却系统示意图特气柜：MFC气动阀
MFC：气体流量计（NH3CF4SiH4O2N2）
SiH41.8slm
NH310.8slm
CF43.6slm
O23slm
N215slm

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。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CESAR控制电脑示意图判断PECVD的产出硅片的质量