Bei der plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD) wird das Vorläufergas in gasförmigem Zustand in die Reaktionskammer eingeleitet.
Dieses Gas ist entscheidend, da es in Gegenwart des Plasmas dissoziiert.
Das Plasma ermöglicht die Abscheidung dünner Schichten bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als bei der herkömmlichen chemischen Gasphasenabscheidung (CVD).
Das Plasma wird in der Regel durch Hochfrequenzenergie (RF) erzeugt.
Die HF-Energie aktiviert das Vorläufergas durch Elektronen-Molekül-Kollisionen, wodurch hochenergetische angeregte Moleküle und Molekülfragmente entstehen.
Diese Fragmente werden dann auf der Substratoberfläche adsorbiert und bilden die gewünschte Schicht.
5 Wichtige Punkte zum Verständnis
1. Die Bedeutung des Vorläufergases
Die Wahl des Vorläufergases ist bei der PECVD von entscheidender Bedeutung.
Sie bestimmt die Zusammensetzung und die Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht.
2. Gängige Precursor-Gase
Gängige Vorstufengase für die PECVD sind Silan (SiH4) für Filme auf Siliziumbasis.
Ammoniak (NH3) wird für stickstoffhaltige Schichten verwendet.
Verschiedene siliziumorganische Verbindungen werden für organisch-anorganische Hybridmaterialien verwendet.
3. Gasverteilung und Plasmaerzeugung
Die Vorläufergase werden über eine Duschkopfvorrichtung in die Kammer geleitet.
Der Brausekopf sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Gases auf dem Substrat.
Er dient auch als Elektrode für die Einleitung von HF-Energie und erleichtert die Plasmaerzeugung.
4. Niedertemperaturbetrieb
Der PECVD-Prozess findet bei niedrigen Drücken (0,1-10 Torr) und relativ niedrigen Temperaturen (200-500°C) statt.
Dadurch wird die Beschädigung des Substrats minimiert und die Gleichmäßigkeit der Schichten verbessert.
5. Breite Anwendbarkeit
Der Niedertemperaturbetrieb des PECVD-Verfahrens erweitert die Palette der Substrate, die beschichtet werden können.
Dazu gehören auch temperaturempfindliche Materialien wie Kunststoffe, die für Hochtemperatur-CVD-Verfahren nicht geeignet sind.
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