ハーバー半導体

プラズマエンハンスト化学気相成長法(PE-CVD)の原理と利点

PECVD技術は次のように使用される。CVDPVDPECVD技術の成膜温度は一般的に600℃以下であり、基板材料の適用範囲を広げ、装置が簡単で、ワークの変形が小さく、バイパスめっきの性能がよく、均一なコーティングができるなどの利点がある。PECVD技術は、CVD技術の高い成膜温度と高い基板材料要求の欠点を克服し、PVD技術の劣悪な巻きメッキと複雑な設備の問題を回避し、大きな発展の見通しと応用価値を持つ新しいタイプの薄膜作製技術である。

PE-CVDの原理

プラズマエンハンスト化学気相成長技術(略してPECVD)には、DC PECVD、パルスDC PECVD、有機金属化合物PECVD、高周波PECVD、マイクロ波PECVD、アーク灯PECVDなど多くの種類がある。もちろん、近年、様々なコーティング技術の相互肥沃化に伴い、PVDとPECVD統合複合蒸着、粒子窒化とPECVD統合複合蒸着を同じ炉で行う装置と技術が絶えず開発されている。現在、工業用硬質皮膜成膜のほとんどは、DCおよびパルスDC PECVD技術を適用しています。

PECVDの最も初期のアプリケーションは、半導体産業の発展に伴い、半導体材料の処理、すなわち、Si02の半導体材料基板堆積におけるシリコーンの使用のために登場した。その後、PECVDプロセスの特性に基づいて、工業生産に特に適している、プロセスは、マイクロエレクトロニクス産業(集積回路プロセスなど)の多数で使用され始め、主に保護膜や様々な絶縁層やDLC膜の大面積部分の堆積に使用されます。PECVD技術は高電圧の電界を蒸着室内に印加して、反応ガスが一定の圧力と励起源(例えば:直流高電圧、パルス電源、高周波やレーザーなど)、エネルギーの加速効果の下で、電界中の電子が得られ、ガス中の中性粒子(原子や分子の非弾性衝突が発生し、その後、二次電子のイオン化は、さらに、ガス中の原子粒子、二次電子が発生した。二次電子はさらにガス中の原子や分子と衝突してイオン化し、電子を生成するので、衝突とイオン化を繰り返すと、大量の電子とイオンが生成されます。正と負の粒子の数が等しくなるため、プラズマと呼ばれる。衝突の過程で帯電した粒子も複合体に起因し、中性粒子に変換され、グロー放電の形で余分なエネルギーを放出します。反応ガスは非常に活発な分子ヤードに励起され、イオンとプラズマで構成された原子団は、蒸着反応温度を大幅に低下させ、化学反応プロセスを加速し、蒸着速度を向上させる。

反応ガスはプラズマで構成された非常に活性な分子、原子、イオンと原子団に励起され、蒸着反応温度を大幅に低下させ、化学反応プロセスを加速し、蒸着速度を向上させる。そのため、一般的なPECVD技術の蒸着温度は600℃未満で、基板材料の応用範囲を広げ、簡単な設備で、ワークの変形が小さく、メッキ、コーティングの均一性、利便性の利点の組成の変調の周りの良好なパフォーマンス。CVD技術の高い蒸着温度と基材への厳しい要求という欠点を克服し、PVD技術の悪い巻きメッキと複雑な設備の問題を回避し、工業生産に非常に適しています。現在、PECVDは主にMEMS産業(集積回路プロセスなど)と微細フィルムの準備に使用されています。同時に、PECVD技術は、良好な均一性とステップカバレッジ、緻密な蒸着膜、フィルム層と基板との間の高い結合力、および高速蒸着速度を持つバイナリ光学、太陽電池フィルム、傾斜屈折率光学フィルム、および抗レーザー損傷フィルムにも使用されています。

PE-CVDの利点

PECVD法は、反応ガス流量、反応ガス比、RFパワー、チャンバー圧力、成膜温度、膜厚などのプロセスパラメーターを変化させることで、さまざまな膜を作製することができ、膜特性、特に光学特性と機械特性に大きな変化をもたらす。

例えば、PECVDでSiO2膜を作成する場合、RFパワーを上げると、反応ガスの活性化速度が上がるので、膜の構造が相対的に密になり、それに応じて均一性が向上する。しかし、高周波電力が高すぎると、反応によって生成されたSiO2の蒸着速度が速すぎるため、膜の構造が緩くなり、真空密度が高くなり、再現性も低下し、均一性が悪くなる。基材温度も膜の均一性に影響する重要な要因で、基材温度が上昇すると、基材表面に堆積した粒子のエネルギーが増加し、その結果、基材表面での粒子の移動度が上昇し、これらの粒子がクラスターやアイランド状に移動する可能性が悪化し、膜の均一性に直接影響します。一方、基材温度の上昇は、粒子がフィルム表面の欠陥を埋めるのを促進する。

したがって、PECVD法による光学フィルムの作製には、他の方法にはない多くの利点がある。

(1) 反応物と副生成物が気体であり、PVD装置やCVD装置に比べて構造が単純である。

(2) 反応析出速度が速く、特にa-Si、TiO2などの高屈折率薄膜材料に適している。

(3)膜の組成を任意に大きく調整することができ、SiCO:H、SiN:H、SiOxNy、SiOxFyなど、様々な中間屈折率材料の光学膜を得ることができる。

(4) 堆積膜の構造的完全性と緻密性、基板との良好な接着性。

(5) 優れたステップカバレッジ

(6) なめらかな蒸着面が得られる

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