Nuevas Mejorías en Plasma Inductivo Acoplada - Proceso de la Deposición de Vapor Químico (ICP-CVD) por Tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford

Temas Revestidos

Nuevas Placas de la Transmisión Que Mejoran la Uniformidad del Espesor de Películas Depositadas ICP-CVD
Lograr un Mejor Funcionamiento de la Película con los Sistemas de ICP-CVD de los Instrumentos de Oxford
El Gas Que Controla Fluye Durante el Tramitación de ICP-CVD
Repetibilidad y Estabilidad del Tramitación de ICP-CVD
Deposición de Materiales Usando el Tramitación de ICP-CVD
Limpieza del Plasma del Compartimiento y Tramitación de ICP-CVD
     Limpieza del Plasma del Compartimiento y Guías De Consulta Típicas del Espesor
Procesos del Tratamiento Previo del Plasma
Resumen

Nuevas Placas de la Transmisión Que Mejoran la Uniformidad del Espesor de Películas Depositadas ICP-CVD

Mejoras De Proceso también se han llevado a cabo en las cuales mejoró uniformidad del espesor del film se ha logrado basó en nuestro nuevo diseño de dotación física patentado. El nuevo diseño de dotación física también no prohibe a utilizador la capacidad de depositar capas sobre áreas más grandes con uniformidad excelente del espesor del film. El diseño de dotación física patentado se basa en un nuevo diseño del showerhead del estilo que llamemos una placa de la transmisión. La placa de la transmisión después se coloca en el compartimiento y se sienta entre la fuente de alta densidad del plasma y el substrato.

La placa de la transmisión ha sido optimizada ajustando las tallas y la distribución del agujero para lograr la mejoría máxima del espesor del film. La placa de la transmisión es hecha de la aleación de aluminio 6082 con suficiente espesor para mantener la placa cerca de la temperatura del compartimiento por la conducción lateral, incluso cuando se ejecuta con altas potencias del ICP. Fue encontrado que para lograr la uniformidad del espesor del film del “mejor” para las deposiciones del nitruro de silicio y del óxido de silicio dos diversas variantes de las placas fueron requeridas.

Los Cuadros 1 y 2 (abajo) muestran dos diversas placas de la transmisión para una fuente ICP180.

Cuadro 1. Imagen de la placa de la transmisión del anillo de gas del silano y del gas dentro del compartimiento de proceso durante un proceso del plasma

Cuadro 2. Dos placas de la transmisión del gas. (a) La placa 1 de la Transmisión se optimiza para depositar SiO2. (b) La placa 2 de la Transmisión se optimiza para depositar Pecadox

El Cuadro 3 muestra a placa más grande de la transmisión cuál se requiere para la fuente ICP380 para depositar las películas del CVD ICP con los substratos hasta 300m m con uniformidad excelente del espesor del film.

Cuadro 3. placa de la Transmisión usada con la fuente ICP380

Mejorar Funcionamiento de la Película con los Sistemas de ICP-CVD de los Instrumentos de Oxford

Demostraciones del Cuadro 4 y 5 un ejemplo de la distribuciónx del espesor del film del Pecado sobre 100 obleas de silicio del milímetro y de 200m m, usando un ICP180 y una fuente ICP380 respectivamente. Sistemas de ICP-CVD de los Instrumentos de Oxford los' ahora ofrecen estas mejorías de proceso mejoradas, y los utilizadores también podrán aumentar fácilmente su sistema existente de ICP-CVD para capaz de lograr incluso un mejor funcionamiento de la película.

Cuadro 4. uniformidad del espesor del filmx del Pecado de ICP-CVD sobre 100m m usando un System100 con una fuente ICP180

Cuadro 5. uniformidad del espesor del filmx del Pecado de ICP-CVD sobre 200m m usando un System100 con una fuente ICP380

El funcionamiento Típico de la uniformidad del espesor del film para las deposiciones de la baja temperatura también depende de la fuente del ICP usada. El Cuadro 1 muestra la diversa uniformidad del espesor del film dependiendo de la fuente del ICP.

Uniformidades Típicas del espesor del film del Cuadro 1. ICP-CVD

Fuente del ICP Talla del Fulminante
50m m 100m m 150m m 200m m
ICP65 el <±6% - - -
ICP180 el <±2% el <±3% el <±5% -
ICP380 el <±1% el <±2% el <±3% el <±5%

El Gas Que Controla Fluye Durante el Tramitación de ICP-CVD

Las películas Depositadas tales como nitruro de Silicio y óxido de silicio se utilizan en HBLEDS para apaciguar los dispositivos finales. Los métodos Actuales incluyen el tramitación del tratamiento por lotes PECVD que tiene una carga típica de hasta 8 x 4" los substratos (y una carga mucho más grande de 2" los substratos) con una tasa de crecimiento de 14-15 nm/min. que la Considerable cantidad de interés se ha dirigido recientemente hacia el único tramitación del fulminante LED que requiere tipos de deposición más altos mantener requisitos de la producción. También se sabe que la temperatura de la deposición se debe también mantener tan inferior como sea posible. Estos requisitos restringen la capacidad de PECVD convencionales que requieran temperaturas altas y tipos de deposición inferiores para permitir que el material de alta calidad sea depositado, probablemente con dar un plazo de la suficiente hora para exceso del hidrógeno a los outgas de la película creciente.

Hemos discutido ya que las películas de alta densidad se pueden depositar en las bajas temperaturas (<150°C) usando la técnica de ICP-CVD pero con índices de deposición típicos de 8nm/min. Sin Embargo el trabajo del reciente desarrollo en OIPT ha logrado índices de deposición mucho más altos de > 140nm/min en las mismas bajas temperaturas, mientras que mantiene buenos calidad de la película, uniformidad del espesor del film y mando de tensión de la película. Estos avances recientes han mostrado la capacidad de ICP-CVD en lograr las películas de alta calidad en las bajas temperaturas con la alta producción. Los procesos más altos del tipo de deposición fueron logrados aumentando la mezcla del flujo de la potencia y del gas del ICP tal y como se muestra en del cuadro 6 abajo. La relación de transformación del flujo del gas para la deposición del Pecado y2 de SiO entonces fue ajustada para sintonizar el Índice de refracción (cuadro 7).

El Cuadro 6. Variación del tipo de deposición con el gas total fluye para el Pecado de ICP-CVDx depositado en 150°C

El Cuadro 7. Variación del tipo de deposición comparado con el gas total fluye para ICP-CVD SiO2 depositado en 150°C

Repetibilidad y Estabilidad del Tramitación de ICP-CVD

Uno de los factores más importantes de un sistema de la deposición es la capacidad de depositar la misma película una y otra vez. La repetibilidad y la estabilidad del proceso de ICP-CVD en el cual las pruebas han sido realizadas por el alto tipo de deposición de depósito SiO2 (>140nm/min) en las bajas temperaturas (<150°C) en los fulminantes de 75 x de 100m m. Los Resultados se muestran en el cuadro 8, 9, y 10 abajo.

Cuadro 8. Fulminante a la repetibilidad del tipo de deposición del fulminante del <+/-2% con la uniformidad del espesor del film del <+/-3% sobre el fulminante de 100m m

Cuadro 9. Fulminante a la repetibilidad del Índice de refracción del fulminante del <+/-0.3%

Cuadro 10: Repetibilidad de la tensión2 de la película de ICPCVD SiO sobre 75 fulminantes

Cuadro 11: Efecto del flujo fosforado del gas sobre tipo de deposición de ICP-CVD uno-Si

Deposición de Materiales Usando el Tramitación de ICP-CVD

Además de SiO2, las capasxy ICP-CVD de SiONx y del Pecado se pueden también utilizar para depositar otros materiales tales como silicio amorfo (sin impurificar y dopado) y carburo de silicio.

El silicio Amorfo se deposita generalmente usando el silano puro con pequeños flujos del argón para ayudar a pulso el plasma. El hidrógeno Adicional también se utiliza para mejorar la calidad de la película. Los Dopantes se pueden agregar bajo la forma de fósforo y boro para cambiar la conductividad de la capa que es detalle importante en aplicaciones del photovoltaics. El Cuadro 11 debajo del efecto del flujo Fosforado sobre el tipo de deposición para ICP-CVD si amorfo acoda.

ICP-CVD se puede también utilizar para depositar el carburo de silicio. El Silano se mezcla normalmente con el metano y el argón también se utiliza para ayudar con el pulso del plasma. El Índice de refracción del Sic puede ser sintonizado ajustando la relación de transformación del flujo del gas del silano al metano. Demostraciones del Cuadro 12 y 13 el lazo entre el Índice de refracción, la tensión de la película y la relación de transformación del metano/flujo del gas del silano.

Cuadro 12: Variación del Índice de refracción con la relación de transformación del metano/flujo del gas del silano

Cuadro 13: Variación de la tensión de la película con la relación de transformación del metano/flujo del gas del silano

Limpieza del Plasma del Compartimiento y Tramitación de ICP-CVD

En ICP-CVD que tramita, una proporción importante del tiempo de la herramienta se dedica a la limpieza del plasma usando los gases de la aguafuerte para limpiar el compartimiento de proceso. Hay varios gases limpios disponibles tales CF4, los CF38, los CF26 y N-F3. No Obstante en nuestros compartimientos del ICP utilizamos nominal SF6 debido a la capacidad de lograr tipos más altos de la aguafuerte, subproductos más limpios y los procesos experimentados de la aguafuerte que hemos modificado para limpiar con éxito dentro del compartimiento. Los gases Alternativos que también hemos utilizado son CF4 y CF.38

Los gases limpios si su SF6 o CF4 está utilizado generalmente con u O2 o NINGÚN2 para reducir los subproductos formados después del limpio. El limpio consiste en el usar de la potencia del ICP y también mueve por motor al electrodo. Esto se utiliza para ascender el flúor para lograr tipos más rápidos de la aguafuerte. Un fulminante también se sugiere para ser colocado en el vector para proteger la superficie es decir reduce sobre la limpieza en esta área. El tiempo de la limpieza del plasma y los intervalos de la limpieza depende de la naturaleza de la deposición. Por ejemplo si una alta película de la tensión se deposita en el compartimiento entonces que la deposición máxima antes de que se requiera la limpieza es reducido debido al potencial de la película que forma escamas de las paredes del compartimiento sobre la muestra.

Limpieza del Plasma del Compartimiento y Guías De Consulta Típicas del Espesor

Las guías de consulta Típicas del espesor y de la limpieza se muestran abajo.

  • La Limpieza se debe realizar después de >5microns de la deposición de la película.
  • El tiempo de la Limpieza es relacionado en el tipo y el espesor de la película depositados.
  • El tiempo Típico de la limpieza es 2hours para 6-8 micrones de deposición de la película.

Después de un compartimiento del plasma limpio es importante funcionar con una receta de la purgación de la bomba para disminuir macropartículas. Una serie típica se muestra abajo: -

Relance 30 la purgación de times/1min pump/1min2 N, 100sccm, 50mT/Loop

El Condicionamiento del compartimiento es un paso de progresión importante para lograr un proceso repetible. Hemos observado que ~0.5microns de la deposición está requerido para condicionar. El Cuadro 14 muestra cómo el índice de deposición y el refractivo del proceso se estabiliza después de un plasma del compartimiento limpia y de condicionar del compartimiento.

Cuadro 14: Efecto del compartimiento que condiciona sobre repetibilidad de proceso

Procesos del Tratamiento Previo del Plasma

Un proceso del tratamiento previo del plasma se puede aplicar a una superficie determinada para evitar la exfoliación de las películas depositadas especialmente cuando la película viene bajo cierta tensión térmica o mecánica. La Buena adherencia de las películas depositadas sobre el material subyacente depende del tipo de superficie y también del tipo de residuos en la superficie. Oxígeno - el plasma basada prelimpia tiene el mayor efecto en la eliminación de residuos orgánicos mientras que un plasma basada hidrógeno prelimpia tiene el mayor efecto el quitar de residuos inorgánicos.

Si un material del substrato con excepción del Silicio se utiliza por ejemplo el nitruro del Arseniuro de Galio o del Galio un plasma pre el proceso del tratamiento es esencial lograr bueno filma propiedades. Por ejemplo, la adherencia y la calidad de la película depositada pueden ser mejoradas aplicando una deposición anterior de proceso pre limpia basada hidrógeno de la película. Esto se ha realizado usando un plasma del amoníaco/del nitrógeno pre limpia donde el amoníaco disocia en el nitrógeno y el hidrógeno y el hidrógeno resultante ataca la superficie subyacente que da una superficie hidrogenada que proporcione a una buena intercapa entre la película y el substrato. La película depositada subsiguiente entonces muestra buenas propiedades de la película tales como buena adherencia, agujeritos inferiores y buenas características eléctricas.

Resumen

En este papel hemos mostrado que ICP-CVD se puede utilizar para depositar los diversos materiales incluyendo SiO2, Pecadox, uno-Si y Sic. Usando las películas de alta calidad de la técnica de ICP-CVD se depositan con el plasma de alta densidad, las presiones inferiores y las temperaturas de la deposición que da lugar a la contaminación de la película que disminuye, ascendiendo la estequiometría de la película, reduciendo daño de radiación por la acción recíproca directa de la ión-superficie, y eliminando la degradación del dispositivo en las temperaturas altas.

Fuente: “Acopló Inductivo la deposición de vapor químico del plasma (ICP-CVD)” por Tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford.

Para más información sobre esta fuente visite por favor la Tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford.

Date Added: Nov 24, 2010 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 05:46

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