Нанесение Пленки высокого качества с использованием индуктивно связанной плазмой - Химическая осаждения паров (ICP-CVD) с Oxford Instruments плазменных технологий

Рассматриваемые вопросы

Нанесение Пленки высокого качества с использованием ICP-CVD

Широкий спектр изоляционных тонких пленок, используемых в современных схем СБИС, обеспечивающий электрическую изоляцию между проводящими регионов внутри устройства, а так же окончательное укупорки пассивации слоя. Диоксид кремния, нитрида кремния и оксинитриды широко используются. Различные методы осаждения доступны в зависимости от температуры осаждения.

Атмосферное давление химического осаждения из паровой фазы и низкого давления, химические методы осаждения паров как правило, требует высоких температур в области> 400 ° С, тогда как использование плазмы расширение химического осаждения из паровой фазы ПХО) обычно требует осаждения температурах <400 ° C.

Значительный интерес был направлен на способность депозит высокие диэлектрические пленки плотностью при еще более низких температурах (<150 ° C), особенно в чувствительных к температуре устройства, такие как органические светодиоды. При использовании ICP-CVD техника, Oxford Instruments разработали процесс осаждения, в котором высокая фильмов качества могут быть нанесены с высокой плотностью плазмы, низких давлениях и температурах осаждения.

Высокая плотность плазменных источников с Oxford Instruments

Низкая температура отложений, как правило, достигается за счет использования плазмы, в которой газы реагируют в тлеющем разряде. Этот разряд ионизирует газы, создавая активных частиц, которые реагируют на поверхности пластины. Наиболее распространенным методом является параллельной пластине реактора, в котором образец сидит на заземленный нижний электрод и напряжения радиочастотного применяется для верхнего электрода. Это создает тлеющего разряда между двумя пластинами и газов поток радиально через разряд. Обычно нижний электрод нагревается до 100-400 ° С и этот метод обычно называют плазменной расширение химического осаждения паров (ПХО). Однако для того, чтобы депозит высокой плотности фильмов диэлектрических пленок при еще более низких температурах (<100 ° C) OIPT разработали высокой плотности плазмы (HDP) источник, в котором электроны плазмы возбуждаются в направлении, параллельном камеры границ.

HDP источника используется индуктивно-связанной плазмой (ICP) камеры, в которой плазма управляется магнитным потенциалом создана катушка ране вне диэлектрическими стенками (типичный дизайн см. рисунок 1). Направление электронного тока противоположно катушки токи, которые, по определению, параллельно камере поверхностей. Когда плазма возбуждается таким образом рабочее давление впоследствии может быть снижена. Нижний предел давления, как правило, диктуется эффективность конкретного источника. В большинстве обработки материалов плазмой нагрева электронов в первую очередь резистивный, а сопротивление плазмы весы с плотностью нейтральных для неупругих столкновений. Как сопротивление (давление) опускается так это способность управлять источником плазмы.

Рисунок 1. OIPT ICP-CVD системы

Дополнительные возможности системы для плазменного напыления

Для плазменных отложений Есть дополнительные возможности системы: -

• Индуктивно связанной катушке подключен к 13,56 МГц, генератор 3.0KW РФ через соответствующие подразделения.
• Власти ПМС катушки управления диссоциации плазмы и плотность падающих ионов в камере.
• Нижний электрод отдельно питание от другого 13,56 МГц 300 Вт генератор, что позволяет независимо управлять напряжением смещения, т.е. энергия ионов на образец.
• В целях снижения плазменных индуцированного повреждения во время осаждения процессы и уровень напряжения в пленках, ICP-CVD система работает в чисто "ПМС" режиме с применением радиочастотной мощности (от 100 до 2000 Вт) только катушки ПМС, но нет сил РФ на нижний электрод.
• Гелий давления был применен к задней пластины для обеспечения хорошего теплового контакта между патроном и вафельные.
• Система точного контроля температуры подложки от -150 ° С до +400 ° C с помощью электрического нагревателя и жидкого азота. Такой широкий диапазон рабочих температур имеет большое значение для передовых плазменных процессов осаждения различных материалов подложки.
• Чистая силана (100% SiH ₄₎ вводится в камеру осаждения через кольцо распределения газа. Другие газы, такие как N ₂ и N ₂ O вводятся в камеру источника ПМС
• Автоматический регулятор давления (APC) используется для контроля давления (от 2 до 20mTorr).

ICP-CVD системы от Oxford Instruments

Резюме ICP-CVD конфигурации системы приведены в таблице 1 ниже:

Таблица 1. ICP-CVD инструментов из Oxford Instruments