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【技術資料】電漿輔助化學氣相沈積鍍膜(Plasma Enhanced CVD, PECVD)

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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: 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: 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...