Die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) ist ein Niedertemperatur-Vakuumverfahren für die Abscheidung dünner Schichten, bei dem Plasma zur Verbesserung chemischer Reaktionen eingesetzt wird, was die Abscheidung dünner Schichten bei niedrigeren Temperaturen als bei herkömmlichen CVD-Verfahren ermöglicht. Dadurch eignet sich das PECVD-Verfahren besonders für die Beschichtung wärmeempfindlicher Substrate in der Halbleiterindustrie.
Das Prinzip des PECVD-Verfahrens:
Beim PECVD-Verfahren werden Vorläufergase in eine Beschichtungskammer eingeleitet. Im Gegensatz zum herkömmlichen CVD-Verfahren, bei dem die chemischen Reaktionen durch Wärme angetrieben werden, wird beim PECVD-Verfahren durch eine elektrische Entladung ein Plasma erzeugt. Dieses Plasma liefert die nötige Energie, um die Vorläufergase zu dissoziieren und reaktive Stoffe zu bilden, die eine dünne Schicht auf dem Substrat abscheiden.Erzeugung des Plasmas:
Das Plasma wird durch eine Hochfrequenz- (RF) oder Gleichstromentladung (DC) zwischen zwei Elektroden in der Kammer erzeugt. Diese Entladung ionisiert das Plasmagas und versetzt es in einen Plasmazustand. Das Plasma besteht aus reaktiven Radikalen, Ionen, neutralen Atomen und Molekülen, die durch Zusammenstöße in der Gasphase gebildet werden. Durch diesen Prozess kann das Substrat bei relativ niedrigen Temperaturen gehalten werden, in der Regel zwischen 200 und 500 °C.
Betriebsbedingungen:
PECVD-Systeme arbeiten bei niedrigen Drücken, in der Regel im Bereich von 0,1-10 Torr. Dieser niedrige Druck minimiert die Streuung und fördert eine gleichmäßige Schichtabscheidung. Die niedrige Betriebstemperatur minimiert nicht nur die Beschädigung des Substrats, sondern erweitert auch das Spektrum der Materialien, die abgeschieden werden können.Komponenten von PECVD-Anlagen:
