2PECVD原理及设备结构.ppt

PECVD名称： 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. 工作原理： PECVD系统是一组利用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和氨气.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 炉体 特气柜 真空系统 控制系统 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—3cm. 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。 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 PECVD设备结构 特气柜：MFC、气动阀 MFC：气体流量计 气动阀:借助压缩空气驱动的阀门。 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开关的大小，来调节管内气压的流量。 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设置 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。 Catalog:机器运行的每一步。 Setup:舟资料的更改,工艺内容的更改,使用权的更改,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:简要说了一下解除警报及其他方面的方法. CESAR:控制电脑,每一个系统都安装控制电脑及控制软件