Principios y ventajas del depósito químico en fase vapor mejorado por plasma (PE-CVD)
La tecnología PECVD se utiliza comoCVDyPVDLa temperatura de deposición de la tecnología PECVD es generalmente inferior a 600 ℃, lo que amplía el ámbito de aplicación de los materiales de sustrato, y tiene las ventajas de un equipo sencillo, una pequeña deformación de la pieza de trabajo, un buen rendimiento de la galvanoplastia de derivación, y un recubrimiento uniforme, etc. No sólo supera las desventajas de la alta temperatura de deposición de la tecnología CVD, sino que también evita los problemas de la galvanoplastia de derivación deficiente y los equipos complejos de la tecnología PVD. La tecnología PECVD supera las desventajas de la alta temperatura de deposición y los elevados requisitos de los materiales de sustrato de la tecnología CVD, y evita los problemas del deficiente recubrimiento por derivación y los complicados equipos de la tecnología PVD, lo que constituye un nuevo tipo de tecnología de preparación de películas finas con grandes perspectivas de desarrollo y valor de aplicación.
Principio del PE-CVD
Existen muchos tipos de tecnología de deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD), como la PECVD de corriente continua, la PECVD de corriente continua pulsada, la PECVD de compuestos metalorgánicos, la PECVD de radiofrecuencia, la PECVD de microondas, la PECVD de luz de arco, etc. En los últimos años, con la fertilización cruzada de varias tecnologías de recubrimiento, se han desarrollado la deposición de compuestos integrada por PVD y PECVD, la nitruración de partículas y la deposición de compuestos integrada por PECVD en el mismo horno. Por supuesto, en los últimos años, con la fertilización cruzada de diversas tecnologías de recubrimiento, se están desarrollando constantemente dispositivos y tecnologías de deposición de compuestos integrados por PVD y PECVD, nitruración de partículas y deposición de compuestos integrados por PECVD en el mismo horno. En la actualidad, la mayor parte de la deposición industrial de materiales de revestimiento duro aplica la tecnología PECVD de CC y CC pulsada.
La primera aplicación de PECVD fue junto con el desarrollo de la industria de semiconductores y apareció para el procesamiento de materiales semiconductores, es decir, el uso de silicona en el sustrato de material semiconductor deposición de Si02. más tarde sobre la base de las características del proceso de PECVD es particularmente adecuado para la producción industrial, el proceso comenzó a ser utilizado en un gran número de la industria microelectrónica (como el proceso de circuito integrado, etc.), utilizado principalmente en la deposición de piezas de gran superficie de la película protectora y varias capas aislantes y películas de DLC. La tecnología PECVD es el uso de campo eléctrico de alta tensión aplicada en la cámara de deposición, de modo que el gas de reacción en una cierta presión y fuente de excitación (por ejemplo: DC de alta tensión, fuente de alimentación pulsada, radiofrecuencia o láser, etc.), los electrones en el campo eléctrico bajo el efecto acelerador de la energía obtenida, y las partículas neutras en el gas (átomos o moléculas que ocurren colisión inelástica, y luego la ionización de electrones secundarios, que a su vez más y las partículas atómicas en el gas, los electrones secundarios generados. Son más y átomos de gas y moléculas en la ionización de colisión y producir electrones, por lo que en repetidas ocasiones la colisión y la ionización, se producirá un gran número de electrones e iones. Debido a que el número de partículas positivas y negativas son iguales, se llama plasma. Las partículas cargadas en el proceso de colisión también se deben al compuesto y se transforman en partículas neutras, y en la forma de un resplandor de descarga para liberar el exceso de energía. El gas de reacción se excita en un patio molecular muy activo, iones y grupos atómicos compuestos de plasma, reduciendo en gran medida la temperatura de reacción de deposición, acelerando el proceso de reacción química para mejorar la velocidad de deposición.
El gas de reacción se excita en moléculas muy activas, átomos, iones y grupos atómicos compuestos de plasma, lo que reduce en gran medida la temperatura de reacción de deposición, acelera el proceso de reacción química y mejora la velocidad de deposición. Por lo tanto, la tecnología PECVD general temperatura de deposición <600 ℃, ampliando el ámbito de aplicación del material de sustrato, con un equipo sencillo, pequeña deformación de la pieza de trabajo, un buen rendimiento alrededor de la galjanoplastia, la uniformidad de recubrimiento, la modulación de la composición de las ventajas de conveniencia. Supera las desventajas de la alta temperatura de deposición de la tecnología CVD y los estrictos requisitos sobre el material de sustrato, y evita los problemas de la mala devanado chapado y equipos complejos de la tecnología PVD, que es muy adecuado para la producción industrial. En la actualidad, el PECVD se utiliza principalmente en la industria MEMS (como el proceso de circuitos integrados) y en la preparación de películas finas. Al mismo tiempo, la tecnología PECVD también se utiliza en óptica binaria, películas solares, películas ópticas de índice de refracción gradiente y películas contra daños por láser, gracias a su buena uniformidad y cobertura de paso, películas depositadas densas, alta fuerza de unión entre la capa de película y el sustrato, y rápida velocidad de deposición.
Ventajas del PE-CVD
El método PECVD puede utilizarse para preparar diferentes películas variando los parámetros del proceso, por ejemplo, el caudal de gas reactivo, la proporción de gas reactivo, la potencia de RF, la presión de la cámara, la temperatura de deposición, el espesor de la película, etc., lo que puede dar lugar a cambios significativos en las propiedades de la película, especialmente en las propiedades ópticas y mecánicas.
Por ejemplo, para la preparación PECVD de películas de SiO2, cuando se aumenta la potencia de RF, la tasa de activación del gas de reacción se incrementa, por lo que la estructura de la película será relativamente densa, y la uniformidad se mejorará en consecuencia. Pero cuando la potencia es demasiado alta, para la reacción hará que el SiO2 generado por la tasa de deposición es demasiado rápido, pero conducen a la estructura de la película es floja, aumenta la densidad de vacío, la repetibilidad también disminuirá, lo que conducirá a la uniformidad pobre, cuando la potencia de radiofrecuencia es demasiado alta, e incluso daños por radiación al sustrato. La temperatura del sustrato es también un factor importante que afecta a la uniformidad de la película, cuando la temperatura del sustrato se eleva es, aumentará la energía de las partículas depositadas en la superficie del sustrato, lo que resulta en un aumento de la movilidad de las partículas en la superficie de la base, exacerbando la posibilidad de que estas partículas que viajan en grupos o islas, que afecta directamente a la uniformidad de la película. Por otro lado, un aumento de la temperatura de la base facilita que las partículas rellenen los defectos de la superficie de la película.
Por lo tanto, el método PECVD de preparación de películas ópticas tiene muchas ventajas que otros métodos no tienen.
(1) Los reactivos y subproductos son gases, y la estructura es sencilla en comparación con los equipos PVD y CVD.
(2) Velocidad de deposición de reacción rápida, especialmente para materiales de película fina de alto índice de refracción, como a-Si, TiO2, etc.
(3) La composición de la película puede regularse arbitrariamente en gran medida, y pueden obtenerse películas ópticas con una variedad de materiales de índice de refracción intermedio, como SiCO:H, SiN:H, SiOxNy, SiOxFy, etc.
(4) Integridad estructural y densidad de la película depositada, buena adherencia al sustrato.
(5) Excelente cobertura del escalón
(6) Se puede obtener una superficie de deposición lisa
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