等離子體輔助cvd技術(shù)(完整版)
【正文】 VD和等離子體輔助 CVD的 典型沉積溫度范圍 薄膜 沉積溫度 (?C) CVD PECVD 硅外延薄膜 1000～ 1250 750 多晶硅 650 200～ 400 Si3N4 900 300 SiO2 800～ 1100 300 TiC 900～ 1100 500 TiN 900～ 1100 500 WC 1000 325～ 525 在 PECVD的 溫度下，若采用熱 CVD，也許根本沒有任何反應(yīng)發(fā)生 薄膜 PECVD 低溫沉積 的主要優(yōu)點(diǎn) 薄膜低溫沉積的意義包括： ?避免薄膜與襯底間發(fā)生不必要的擴(kuò)散與反應(yīng) ?避免薄膜或襯底材料的結(jié)構(gòu)變化與性能惡化 ?避免薄膜與襯底中出現(xiàn)較大的熱應(yīng)力等 PECVD過程中的微觀過程 ? 在氣相中 ,PECVD發(fā)生的是 PVD和 CVD結(jié)合的過程 ? 在襯底表面 ,發(fā)生的是與熱 CVD相似的吸附、擴(kuò)散、反應(yīng)以及脫附等一系列的微觀過程 熱 CVD過程 PECVD過程 e ? 氣體分子與電子碰撞，產(chǎn)生出活性基團(tuán)和離子；活性基團(tuán)擴(kuò)散到襯底表面 ? 活性基團(tuán)也可與其他氣體分子或活性基團(tuán)發(fā)生相互作用，進(jìn)而形成沉積所需的新的化學(xué)基團(tuán)；化學(xué)基團(tuán)擴(kuò)散到襯底表面 ? 到達(dá)襯底表面的各種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生各種沉積反應(yīng)并釋放出反應(yīng)產(chǎn)物 ? 離子、電子轟擊襯底造成的表面活化 。不同的放置方式，會(huì)使薄膜分別受到離子、電子不同粒子的轟擊。 電容耦合的射頻 PECVD裝置 ? 可實(shí)現(xiàn)薄膜的均勻、大面積沉積 ? 可形成不對(duì)稱的電極形式，產(chǎn)生可被利用的自偏壓 ? PECVD可使需在高溫 （ 750900?C） 下進(jìn)行的由 SiHNH3生成 Si3N4介質(zhì)薄膜的 CVD過程，降低至 300?C ? 直流或電容耦合式的 PECVD有兩個(gè)缺點(diǎn)： ? 電感耦合式的 PECVD可以克服上述的缺點(diǎn)，即它不存在離子對(duì)電極的轟擊和電極的污染，也沒有電極表面輝光放電轉(zhuǎn)化為弧光放電的危險(xiǎn)，因而可產(chǎn)生高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)的高密度的等離子體 射頻輝光放電 PECVD裝置 ? 它們使用電極將能量耦合到等離子體中。 (a) 制備后以及 (b) 600?C?30 min 熱處理后，界面處各元素的分布變化很小，表明器件具有較高的界面穩(wěn)定性 SiC/Ni界面處的俄歇電子成分分析結(jié)果 . Gil et al. / SolidState Electronics 50 (2021) 1510–1514 ? 聚酯塑料 (PET, polyethylene terephtalate) 已取代玻璃、金屬，成為食品飲料的主要包裝材料 ? 2021 年， 聚酯塑料包裝瓶的年消費(fèi)量已超過2500 億只，其年增長(zhǎng)率將超過 10% ? 聚酯塑料容器的缺點(diǎn)是其氣密性差，這會(huì)導(dǎo)致某些食品飲料（如啤酒等）的變質(zhì)、變味 ? DLC 涂層正在嘗試被用于聚酯塑料食品飲料包裝容器的氣密性涂層 例二： 聚酯塑料容器內(nèi)表面的 DLC涂層技術(shù) O2 進(jìn)入容器會(huì)使得飲料變質(zhì)，而 CO2 逸出容器則會(huì)使碳酸飲料喪失味道 PET 瓶?jī)?nèi)表面的 DLC 氣密性涂層 CO2 O2 Kirin 公司電容耦合等離子體 DLC 涂層技術(shù) 使用內(nèi)外電極間電容耦合的 RFPECVD 技術(shù) 涂層時(shí)間： sec， 涂層厚度： 1030 nm PET容器內(nèi)表面 DLC涂層設(shè)備 設(shè)備的生產(chǎn)能力： 18000只 PET 容器 /小時(shí) Kirin公司 PET容器 DLC涂層的沉積條件 —————————————————————— 氣體壓力 1100Pa 電源頻率 輸入功率 2502500W 原料氣體 C2H2 氣體流量 30300sccm 涂層時(shí)間 sec 涂層厚度 2050 nm _____________________________________________ 1994 年，日本 Kirin Brewery Co., Ltd. 公司即開始推出涂覆 DLC 氣密涂層的 PET 瓶 內(nèi)表面涂覆 DLC 涂層的 PET 瓶 PET容器 DLC涂層的氣密封性能 —————————————————————— 涂層容器 未涂層容器 改善比率 ————————————————— O2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 ———————————————
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