Das PECVD-Verfahren wird in der Halbleiterherstellung eingesetzt, um dünne Schichten bei niedrigeren Temperaturen als bei der herkömmlichen chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) auf einem Substrat abzuscheiden. Erreicht wird dies durch den Einsatz von Plasma zur Verstärkung der für die Schichtabscheidung erforderlichen chemischen Reaktionen.
Zusammenfassung des PECVD-Prozesses:
Bei der PECVD wird ein Plasma eingesetzt, um die Abscheidung dünner Schichten auf einem Substrat zu erleichtern. Dieses Verfahren zeichnet sich durch niedrigere Temperaturen aus, die in der Regel zwischen 200 und 400 °C liegen und damit deutlich niedriger sind als die bei herkömmlichen CVD-Verfahren verwendeten Temperaturen, die zwischen 425 und 900 °C liegen können. Die Verwendung von Plasma ermöglicht die Aktivierung von Reaktionsgasen bei diesen niedrigeren Temperaturen, wodurch sich das Verfahren für die Abscheidung von Materialien auf Substraten eignet, die andernfalls durch höhere Temperaturen beschädigt werden könnten.
-
Ausführliche Erläuterung:Aktivierung von Reaktantengasen:
-
In einem PECVD-System werden die Reaktionsgase zwischen zwei Elektroden eingeleitet, von denen eine geerdet ist und die andere mit Hochfrequenz (HF) gespeist wird. Die HF-Leistung mit einer Frequenz von 13,56 MHz wird zur Erzeugung eines Plasmas zwischen diesen Elektroden verwendet. Diese Plasmabildung ist auf die kapazitive Kopplung zwischen den Elektroden zurückzuführen, die das Gas ionisiert und durch Kollisionen reaktive und energetische Spezies erzeugt.
-
Chemische Reaktionen:
-
Die im Plasma entstehenden reaktiven Spezies unterliegen chemischen Reaktionen. Diese Reaktionen werden durch die vom Plasma bereitgestellte Energie angetrieben, die effizienter ist als thermische Energie allein. Die Produkte dieser Reaktionen werden dann als dünner Film auf dem Substrat abgeschieden.Abscheidung auf dem Substrat:
-
Die reaktiven Stoffe diffundieren durch die Hülle (den Bereich zwischen dem Plasma und der Elektrode) und lagern sich an der Substratoberfläche an. Dort gehen sie eine Wechselwirkung mit der Oberfläche ein und bilden eine Materialschicht. Dieser Prozess setzt sich fort, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist.
Vorteile der PECVD:
