電漿輔助化學氣相沈積鍍膜（Plasma Enhanced CVD, PECVD）
半導體製程上的應用a.氮化矽膜 SiN Si3N4 在半導體製程中是很好的擴散阻擋層(Diffusion Barrier Layer)，具高機械強度、耐氧化性、致密性，通常作為絕緣層及保護層。以前利用 Thermal CVD 法製備 Si3N4，以 SiH4+NH3+N2 在 700~1000oC 下反應得到。利用 PECVD 以 SiH4+NH3 為進料可在低溫下得到含 Si、N 的薄膜。因為電漿的複雜性，PECVD 薄膜受到裝置及條件的嚴重影響，不能簡單決定。其參數就有 1.基板溫度、2.進料比、3. 壓力、4.RF 功率、5.電極結構、6.反應器結構、7.抽氣速率、8.產生電漿的方式 等。其鍍膜的物理性質與傳統 Thermal CVD 法的 Si3N4 比較具有下列特性：
半導體製程上的應用a.氮化矽膜 SiN Si3N4 在半導體製程中是很好的擴散阻擋層(Diffusion Barrier Layer)，具高機械強度、耐氧化性、致密性，通常作為絕緣層及保護層。以前利用 Thermal CVD 法製備 Si3N4，以 SiH4+NH3+N2 在 700~1000oC 下反應得到。利用 PECVD 以 SiH4+NH3 為進料可在低溫下得到含 Si、N 的薄膜。因為電漿的複雜性，PECVD 薄膜受到裝置及條件的嚴重影響，不能簡單決定。其參數就有 1.基板溫度、2.進料比、3. 壓力、4.RF 功率、5.電極結構、6.反應器結構、7.抽氣速率、8.產生電漿的方式 等。其鍍膜的物理性質與傳統 Thermal CVD 法的 Si3N4 比較具有下列特性：
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表四、Thermal CVD 與 PECVD 鍍 Si3N4 膜性質比較PECVD 法的 SiN 膜主要性質有：1.具良好階梯覆蓋(Step Coverage)性2.緻密性高，可防止水分滲透3.機械強度大4.無裂縫、針孔等缺陷，可製成厚膜5.附著性佳6.含有氫原子b.氧化矽膜 SiO用來作為電絕緣體及熱絕緣層。製程基本上同 P-SiN，進料換成 SiH4+N2O，其 與傳統薄膜比較如下：
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表五、Thermal CVD 與 PECVD 鍍 SiO2 膜性質比較2.反應性濺鍍 (Reactive Sputtering)濺鍍系統的原理是利用電漿中的離子，一般是氬原子，經電場加速撞擊濺鍍靶材 打出其表面原子，鍍到對面的基材上，一般將其歸類為 PVD 製程。利用電漿有活化反應物及促進反應發生的功用，通入反應性氣體經電漿解離，再與濺鍍原子產生反應，在表面形成薄膜。這種方式使的高熔點的固體也可以作為反應原料， 大大拓寬應用的範圍，稱之為反應性濺鍍法。典型的例子如氮化鈦(TiN)的合成，以鈦為靶材，將氮氣(反應性氣體)混合氬氣(濺鍍離子源)通入電漿製成。要注意的是靶材也會吸引反應性粒子，造成其表面的污染，通常在鍍膜前先將基材覆蓋以檔板，先利用電漿中的氬離子清除靶材表面數層原子層以後再行鍍膜。3.電漿聚合法 (Plasma Polymerization) 加高分子單體以蒸汽的方式通入反應器中可獲的電漿聚合高分子薄膜。這種鍍膜 方式可獲得異於傳統聚合法的高分子，其主要特徵是：1.分子結構異於一般聚合方式，是過去不存在的。2.可利用一般聚合方式無法利用的單體。例如甲烷、乙純等。3.屬高度架橋(Cross Linking)的結構，具高耐熱性、高絕緣性、化學惰性，沒有 針孔缺陷。其反應器如圖七示，電漿聚合的生成機制為 1.單體活化、2.活化粒子擴散至基 材、3.聚合反應 單體進入電漿形成許多自由基，再進行聚合反應，聚合反應是在氣相或表面或兩 者同時發生，膜的型態隨壓力、進料流量和電漿功率而變。其可能的機構如下：
圖八、電漿聚合可能的反應機構，其中 Mi 表示起始單(initial monomer)，經電漿反應成(Mi*)或(*Mk*)自由基，這些自由基再和其他氣體分子(M)或自由基(Mi*)、(*Mk*)鍵結反應，生成各種大分子或大自由基，這些粒子能會被電漿分解成小自由基或再經過另一個循環形成更大的分子或自由基。
參考文獻：
1. B. N. Chapman, Glow Discharge Processes, John Wiley & Sons, 1980
2. J. L. Vossen, W. Kern, Thin Film Processes II, Academic Press, 1991
3. M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and
Materials Processing, John Wiley & Sons, 1994
4. M. Konuma, Film Deposition by Plasma Techniques, Springer-Verlag, 19925. 洪昭南, 電漿反應器, 化工技術, 19956. 洪昭南, 郭有斌, 以化學氣相沉積法成長半導體薄膜, 化工技術, 2000
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