等離子體輔助cvd技術-文庫吧資料
2025-05-22 22:54本頁面
【正文】 （右）樣品表層的 TEM電子衍射圖 . Gil et al. / SolidState Electronics 50 (2021) 1510–1514 為確證 SiC 薄膜的形成，分析了薄膜樣品的 IR 光譜。因而， PECVD薄膜的沉積面積通常受到能夠、產生穩(wěn)定維持的等離子體的均勻面積、體積的制約 ? PECVD 薄膜的沉積過程更為復雜。這使可以使用的電源功率以及所產生的等離子體密度都受到了限制 電感耦合射頻PECVD裝置 在等離子體氣流的下游即可獲得薄膜沉積。 電容耦合的射頻 PECVD裝置 ? 可實現(xiàn)薄膜的均勻、大面積沉積 ? 可形成不對稱的電極形式，產生可被利用的自偏壓 ? PECVD可使需在高溫 （ 750900?C） 下進行的由 SiHNH3生成 Si3N4介質薄膜的 CVD過程，降低至 300?C ? 直流或電容耦合式的 PECVD有兩個缺點： ? 電感耦合式的 PECVD可以克服上述的缺點，即它不存在離子對電極的轟擊和電極的污染，也沒有電極表面輝光放電轉化為弧光放電的危險，因而可產生高出兩個數(shù)量級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。 ? 由于電極不與反應氣體相接觸，因而沒有電極雜質污染。這種方法的優(yōu)點是沒有等離子體的轟擊和損傷 相當于 PECVD的 熱絲 CVD . Schropp / Thin Solid Films 451 –452 (2021) 455–465 ?200?C ?1700?C HS iHS iH 34 ??? 在 PECVD裝置中， 為保證對薄膜均勻性的要求，因而襯底多置于陽極或陰極之上。 在制備非晶 Si時，多將襯底放在陽極上；而在制備 C薄膜時，又多將其放在陰極上 直流輝光放電 PECVD裝置 加熱至熾熱的金屬絲在其周圍也可以產生氣相活性基團。不同的放置方式，會使薄膜分別受到離子、電子不同粒子的轟擊。只有在那些 H已經脫附了的表面位置上， SiH3等的凝聚系數(shù)才比較大 ? 因此，在非晶 Si薄膜的沉積中， H的脫附是薄膜沉積過程的控制性環(huán)節(jié) PECVD方法制備非晶 Si薄膜的 過程 PECVD方法制備非晶 Si薄膜的 過程 ? H的脫附有三種機制： ? 在溫度較低時，機制一的幾率很?。缓髢煞N機制共同控制著非晶 Si的沉積過程 ? 因此，等離子體在 H、 SiH3活性基團生成、 H 脫附兩個環(huán)節(jié)上促進了 CVD過程。 襯底溫度升高引起的熱激活效應等 PECVD過程中重要的物理 化學過程 ? 但太陽能電池、集成電路等領域均需要在低溫下制備 Si薄膜 ? 利用 PECVD技術，則可以將 Si薄膜的沉積溫度降低至 300?C以下 PECVD方法制備非晶 Si薄膜的 過程 ? Si薄膜可由熱解反應制備： SiH4(g)?Si(s)+2H2(g) (650?C) 或由還原反應制備： SiCl4(g)+2H2(g)?Si(s)+4HCl(g) (1200?C) ? 但在低溫下 , Si薄膜的沉積速率卻由于表面反應速率降低而急劇下降 并產生少量的離子和其他活性基團 ? 在上述 SiH3 、 SiH2 、 H三種活性基團中，濃度較高的 SiH SiH2被認為是主要的生長基團 ? 同樣由 SiH4 制備 Si 薄膜時，首先將發(fā)生電子與SiH4 分子碰撞和使后者的分解過程 例 : PECVD方法制備非晶 Si薄膜的 過程 HS i HS i H 34 ??224 HS i HS i H ??H2S i HS i H 24 ?? e e e ? 第一個 SiH3 基團在 H 覆蓋的生長表面上擴散 ? 它從 H 覆蓋的薄膜 表面上提取一個 H 原子 , 從而留下一個 Si 的空鍵 ? 另一個擴散來的 SiH3 基團在此 Si 空鍵位置上形成一個新的 Si–Si 鍵合 ? ……. ? 需要 : 形成足夠多、活性高的 SiH3 PECVD非晶 Si薄膜的SiH3 基團生長模型 A. Matsuda et al. / Solar Energy Materials amp。 薄膜材料制備技術 Thin Film Materials 北京科技大學材料科學學院 唐偉忠 Tel: 6233 4144 Email: 課件下載網址： 下 載 密 碼： 123456 第六講 薄膜材料制備的等離子體輔助 CVD方法 Preparation of thin films by plasma enhanced CVD （ PECVD) processes 提
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