等离子增强气相沉积

PECVD 是一种在晶圆上沉积薄膜的制造方法。PECVD 用于沉积 、、 和非晶态 Si 薄膜。在这种 CVD 方法中，将等离子体与反应气体一起添加到沉积室中，从而在基底上创建所需的固体表面。典型温度在 100 - 400 摄氏度之间。

特点

优点：

• 淀积温度低 缺点：
• 淀积物致密性差
• 工艺过程受温度、等离子体密度偏压等多个参量影响，工艺可控性差

重要指标

在 PECVD 中，折射率对于薄膜的组成而言是一个很重要的指标，它可以显示出即 比或 比 (如果 Si 含量高，折射率就会高) 。它可以很容易地用椭偏仪或棱镜耦合器测量，允许快速评估薄膜的组成 (和组成的均匀性)。

薄膜应力

适用场景

标准应力 SiN 工艺

= 10/16/170 sccm，功率= 20 W, 1000 mTorr, 300℃

该工艺适用于标准的 PECVD 沉积。样品表面必须非常干净，以获得良好的薄膜附着力和低针孔。沉积速率约为 17 nm/min。折射率在 1.95 到 2.00 之间。

应力为拉伸应力，约 300 MPa。PECVD 膜是非晶氢化氮化硅 (a- :H)，含 10%到 30%的氢原子。击穿电场约为 3 MV/cm。

低应力 SiN 工艺

= 10/16/200 sccm，功率= 16-21 W, 1000 mTorr, 300℃

该工艺适用于低应力 SiNx 沉积。样品表面必须非常干净，以获得良好的薄膜附着力和低针孔。沉积速率约为 8 - 10nm /min。折射率在 1.95 ~ 2.00 之间。

随着射频功率的增加，薄膜的应力由拉向压变化: 16w 拉伸~ 40mpa; 在 19 W 下压缩~ 5 MPa; 和压缩~ 40 MPa 在 21 W。与标准 薄膜相比，低应力的 PECVD 薄膜具有较低的击穿电场和较高的腐蚀速率。

高应力 SiN 工艺

= 10/16/200 sccm，功率= 60-150 W, 1000 mTorr, 300℃

该工艺适用于高应力 沉积。样品表面必须非常干净，以获得良好的薄膜附着力和低针孔。当射频功率从 40 W 增加到 150 W 时， 薄膜的压应力分别从~ 200 MPa 增加到 2 GPa 以上。

常见问题

• 粘附性差——延长表面预清洁步骤的时间或者用另外一种化学洗剂；
• 表面相互作用——在 InP 上沉积小于 300C 的 ，以避免粗糙/块状薄膜-或使用无 的 ；
• 颗粒——如果在晶片上看到淋浴喷头图案的硅尘，则需要在气管道或淋浴喷头后面寻找空气泄漏。或在腔室清洗后增加增加泵洗/清洗周期。
• 颗粒——如果颗粒随机散射则需要检查腔室/淋浴喷头状况，可能需要等离子清洗或喷砂清洗。
• 针孔——如同上面的粒子

PECVD 对比 CVD

PECVD 对比 CVD