Nieuwe Verbeteringen in Inductief Gekoppeld Plasma - het Proces van het Deposito van de Chemische Damp (icp-CVD) door de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford

Besproken Onderwerpen

De Nieuwe Platen die van de Transmissie de Uniformiteit van de Dikte van icp-CVD Gedeponeerde Films Verbeteren
Het Bereiken van de Betere Prestaties van de Film met Systemen icp-CVD van de Instrumenten van Oxford
Het Controleren van de Stromen van het Gas Tijdens Verwerking icp-CVD
Herhaalbaarheid en Stabiliteit van Verwerking icp-CVD
Deposito van Materialen die Verwerking icp-CVD Gebruiken
Het Schoonmaken van het Plasma van de Kamer en Verwerking icp-CVD
     Het Schoonmaken van het Plasma van de Kamer en de Typische Richtlijnen van de Dikte
De Processen van de Voorbehandeling van het Plasma
Samenvatting

De Nieuwe Platen die van de Transmissie de Uniformiteit van de Dikte van icp-CVD Gedeponeerde Films Verbeteren

De verbeteringen van het Proces zijn ook gemaakt waarin de betere uniformiteit van de filmdikte gebaseerd op ons nieuw gepatenteerd hardwareontwerp is bereikt. Het nieuwe hardwareontwerp staat de gebruiker ook de capaciteit toe om lagen over grotere gebieden met de uitstekende uniformiteit van de filmdikte te deponeren. Het gepatenteerde hardwareontwerp is gebaseerd op een nieuw stijl showerhead ontwerp dat wij een transmissieplaat roepen. De transmissieplaat wordt dan geplaatst in de kamer en zit tussen de hoogte - de bron van het dichtheidsplasma en het substraat.

De transmissieplaat is geoptimaliseerd door de de gatengrootte en distributie aan te passen om de maximumverbetering van de filmdikte te bereiken. De transmissieplaat wordt gemaakt van aluminiumlegering 6082 met voldoende dikte om de plaat dicht bij de kamertemperatuur te handhaven door zijgeleiding, zelfs wanneer lopend met hoge ICP bevoegdheden. Men vond dat om de „beste“ uniformiteit van de filmdikte voor siliciumnitride en van het siliciumoxyde deposito's te bereiken twee verschillende varianten van de platen werden vereist.

Figuren 1 en 2 (hieronder) tonen twee verschillende transmissieplaten voor een bron ICP180.

Figuur 1. Beeld van de de ring van het silaangas en plaat van de gastransmissie binnen de proceskamer tijdens een plasmaproces

Figuur 2. Twee platen van de gastransmissie. (a) plaat 1 wordt van de Transmissie geoptimaliseerd om SiO te deponeren2. (b) plaat 2 wordt van de Transmissie geoptimaliseerd om Zonde te deponerenx

Figuur 3 toont een grotere transmissieplaat die voor de bron ICP380 wordt vereist om ICP- de films van CVD met substraten tot 300mm met de uitstekende uniformiteit van de filmdikte te deponeren.

Figuur 3. De plaat van de Transmissie die met de bron ICP380 wordt gebruikt

Het Verbeteren van de Prestaties van de Film met Systemen icp-CVD van de Instrumenten van Oxford

Figuur 4 en 5 toont een voorbeeld van de distributiex van de de filmdikte van de Zonde meer dan 100 mm en 200mm siliciumwafeltje, gebruikend een ICP180 en een respectievelijk bron ICP380. Systemen van icp-CVD van de Instrumenten van Oxford de' bieden nu deze betere het procesverbeteringen aan, en de gebruikers zullen ook hun bestaand systeem icp-CVD kunnen gemakkelijk bevorderen bekwaam om nog betere filmprestaties te bereiken.

Figuur 4. Icp-CVD de uniformiteitx van de de filmdikte van de Zonde meer dan 100mm gebruikend een System100 met een bron ICP180

Figuur 5. Icp-CVD de uniformiteitx van de de filmdikte van de Zonde meer dan 200mm gebruikend een System100 met een bron ICP380

De Typische de uniformiteitsprestaties van de filmdikte voor lage temperatuurdeposito's hangen ook van de ICP gebruikte bron af. Lijst 1 toont de verschillende uniformiteit van de filmdikte afhankelijk van de ICP bron.

Lijst 1. Typische icp-CVD uniformities van de filmdikte

ICP Bron De Grootte van het Wafeltje
50mm 100mm 150mm 200mm
ICP65 <±6% - - -
ICP180 <±2% <±3% <±5% -
ICP380 <±1% <±2% <±3% <±5%

De Controlerende Stromen van het Gas Tijdens Verwerking icp-CVD

De Gedeponeerde films zoals het nitride van het Silicium en siliciumoxyde worden gebruikt in HBLEDS om de definitieve apparaten te passiveren. De Huidige methodes omvatten partijPECVD verwerking die een typische lading van zelfs 8 x 4“ substraten (en een veel grotere lading van 2“ substraten) met een groeipercentage van 14-15 nm/min. heeft de Aanzienlijke hoeveelheid belang onlangs naar enige wafeltje LEIDENE verwerking is geleid die hogere depositotarieven vereist om productievereisten te handhaven. Het is ook geweten dat de depositotemperatuur ook zo laag mogelijk moet worden gehouden. Deze vereisten beperkt de capaciteit van conventionele PECVD die hoge temperaturen en lage depositotarieven vereisen om hoogte toe te laten - kwaliteitsmateriaal om, waarschijnlijk door het toestaan van voldoende tijd worden gedeponeerd voor bovenmatige waterstof aan outgas van de het groeien film.

Wij hebben reeds dat hoogte besproken - de dichtheidsfilms kunnen bij lage temperaturen (<150°C) gebruikend de techniek icp-CVD maar met typische depositotarieven van 8nm/min. worden gedeponeerd. Nochtans heeft het recente ontwikkelingswerk bij OIPT veel hogere depositotarieven van > 140nm/min bij de zelfde lage temperaturen, terwijl het handhaven van goede filmkwaliteit, de uniformiteit van de filmdikte en de controle van de filmspanning bereikt. Deze recente vooruitgang heeft het vermogen van icp-CVD in het bereiken van hoogte - kwaliteitsfilms bij lage temperaturen met hoge productie getoond. De hogere processen van het depositotarief werden bereikt door het ICP macht en gasstroommengsel zoals aangetoond in figuur 6 hieronder te verhogen. De verhouding van de gasstroom voor Zonde en het deposito2 SiO werden toen aangepast om r.i te stemmen. (figuur 7).

Figuur 6. De Variatie van depositotarief met totale gasstromen voor Zonde icp-CVDx deponeerde bij 150°C

Figuur 7. De Variatie van depositotarief tegenover totale gasstromen voor icp-CVD SiO2 deponeerde bij 150°C

Herhaalbaarheid en Stabiliteit van Verwerking icp-CVD

Één van de belangrijkste factoren van een depositosysteem is de capaciteit om de zelfde film steeds opnieuw te deponeren. De herhaalbaarheid en de stabiliteit van icp-CVD verwerken waarin de tests door het deponeren hoog depositotarief SiO (2 >140nm/min) bij lage temperaturen (<150°C) op 75 x 100mm wafeltjes zijn uitgevoerd. De Resultaten worden hieronder getoond in figuur 8, 9, en 10.

Figuur 8. De Wafeltje aan wafeltje herhaalbaarheid van het depositotarief van <+/2% met de uniformiteit van de filmdikte van <+/3% meer dan 100mm wafeltje

Figuur 9. Wafeltje aan wafeltje r.i herhaalbaarheid van <+/0.3%

Figuur 10: ICPCVD SiO2 de herhaalbaarheid van de filmspanning meer dan 75 wafeltjes

Figuur 11: Effect van fosforachtige gasstroom op icp-CVD a-Si depositotarief

Deposito van Materialen die Verwerking icp-CVD Gebruiken

Naast SiO2, kanxy de lagen icp-CVDx van SiON en van de Zonde ook worden gebruikt om andere materialen zoals amorf (undoped en gesmeerd) silicium en siliciumcarbide te deponeren.

Het Amorfe silicium wordt gewoonlijk gedeponeerd gebruikend zuiver silaan met kleine stromen van argon helpen het plasma slaan. De Extra waterstof wordt ook gebruikt om de filmkwaliteit te verbeteren. De Additieven kunnen in de vorm van fosfor en borium worden toegevoegd om het geleidingsvermogen van de laag te veranderen die bijzondere belangrijk in photovoltaicstoepassingen is. Figuur 11 onder het effect van Fosforachtige stroom op depositotarief voor icp-CVD amorfe Silagen.

Icp-CVD kan ook worden gebruikt om siliciumcarbide te deponeren. Het Silaan wordt normaal gemengd met methaan en het argon wordt ook gebruikt om met plasma het slaan te helpen. R.i van kan sic worden gestemd door de verhouding van de gasstroom van silaan aan methaan aan te passen. Figuur 12 en 13 tonen het verband tussen r.i., filmspanning en methaan/de stroom van het silaangas verhouding.

Figuur 12: Variatie van r.i met methaan/de stroom van het silaangas verhouding

Figuur 13: Variatie van filmspanning met methaan/de stroom van het silaangas verhouding

Het Schoonmaken van het Plasma van de Kamer en Verwerking icp-CVD

In verwerking icp-CVD, is een significant deel van de hulpmiddeltijd toegewijd aan plasma dat etsgassen gebruikt om de proceskamer schoon te maken schoonmaakt. Er zijn een aantal schone beschikbare gassen het dergelijk CF4, CF38, het CF26 en N-F3. Nochtans in onze ICP kamers wij nominaal SF toe te schrijven6 aan capaciteit gebruiken om hogere etstarieven, reinigingsmachine langs te bereiken - producten en ervaren etsprocessen die wij hebben gewijzigd met succes binnen de kamer schoon te maken. De Alternatieve gassen die wij ook hebben gebruikt zijn het CF4 en CF.38

De schone gassen of zijn SF6 of CF4 gewoonlijk met of O of2 GEEN worden gebruikt om langs te verminderen - producten die na schoon worden gevormd. Schoon bestaat uit het gebruiken van de ICP macht en ook macht aan de elektrode. Dit wordt gebruikt om het fluor te bevorderen om snellere etstarieven te bereiken. Een wafeltje wordt ook voorgesteld op de lijst worden geplaatst om de oppervlakte te beschermen d.w.z. vermindert over het schoonmaken op dit gebied. De plasma het schoonmaken tijd en de het schoonmaken intervallen hangen van de aard van het deposito af. Bijvoorbeeld als een hoge spanningsfilm in de kamer wordt gedeponeerd dan het maximumdeposito alvorens schoon te maken wordt vereist wegens het potentieel van de film verminderd wordt die van de kamermuren afschilfert op de steekproef.

Het Schoonmaken van het Plasma van de Kamer en de Typische Richtlijnen van de Dikte

De Typische dikte en het schoonmaken richtlijnen worden hieronder getoond.

  • Het Schoonmaken zou na >5microns van filmdeposito moeten worden uitgevoerd.
  • Het Schoonmaken de tijd is afhankelijk van type en dikte van gedeponeerde film.
  • De Typische het schoonmaken tijd is 2hours voor 6-8 microns van filmdeposito.

Na een schone plasmakamer is het belangrijk om een recept van de pompzuivering in werking te stellen om particulates te minimaliseren. Een typische opeenvolging wordt getoond hieronder: -

Herhaal 30 times/1minpump/1min N2 zuivering, 100sccm, 50mT/Loop

Het Conditioneren van de kamer is een belangrijke stap om een herhaalbaar proces te bereiken. Wij hebben opgemerkt dat ~0.5microns van deposito voor het conditioneren wordt vereist. Figuur 14 toont hoe het depositotarief en brekings van het proces na een schoon kamerplasma en kamer het conditioneren stabiliseert.

Figuur 14: Effect van kamer het conditioneren op procesherhaalbaarheid

De Processen van de Voorbehandeling van het Plasma

Een proces van de plasmavoorbehandeling kan op een bepaalde oppervlakte worden toegepast om losmaking van de gedeponeerde films te vermijden vooral wanneer de film onder één of andere thermische of mechanische spanning komt. De Goede adhesie van de gedeponeerde films op het onderliggende materiaal hangt van het type van oppervlakte en ook het type van residu's op de oppervlakte af. Het Op zuurstof gebaseerde pre-schone plasma heeft het grotere effect in het verwijderen van organische residu's terwijl een waterstof gebaseerd preclean plasma het grotere effect verwijderend anorganische residu's heeft.

Als een substraatmateriaal buiten Silicium zoals Arsenide van het Gallium of het nitride wordt gebruikt van het Gallium is een proces van de plasmavoorbehandeling essentieel om goede filmeigenschappen te bereiken. Bijvoorbeeld, kunnen de adhesie en de kwaliteit van de gedeponeerde film worden verbeterd door een waterstof gebaseerd pre schoon deposito van de proces vroeger film toe te passen. Dit is uitgevoerd door een ammoniak/stikstof pre schoon plasma te gebruiken waar de ammoniak in stikstof en waterstof scheidt en de resulterende waterstof de onderliggende oppervlakte aanvalt die een gehydrogeneerde oppervlakte geeft die een goede tussenlaag tussen film en substraat verstrekt. De verdere gedeponeerde film toont dan goede filmeigenschappen zoals goede adhesie, lage speldeprikken en goede elektrokenmerken.

Samenvatting

In dit document hebben wij aangetoond dat icp-CVD kan worden gebruikt om diverse materialen met inbegrip van SiO,2 Zonde,x a-Si te deponeren en sic. Door de icp-CVD techniekhoogte te gebruiken - kwaliteitsfilms worden gedeponeerd met hoogte - dichtheidsplasma, lage depositodruk en temperaturen dat in het minimaliseren van filmverontreiniging, het bevorderen van de filmstoichiometrie, het verminderen van stralingsschade door directe ionen-oppervlakteinteractie, en het elimineren van apparatendegradatie bij hoge temperaturen resulteren.

Bron: „Koppelde Inductief het deposito van de plasma chemische damp (icp-CVD)“ door de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford.

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

Last Update: 24. September 2013 05:40

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit