Melhorias Novas no Plasma Indutiva Acoplado - Processo do Depósito de Vapor Químico (ICP-CVD) pela Tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford

Assuntos Cobertos

Placas Novas da Transmissão que Melhoram a Uniformidade da Espessura de Filmes Depositados ICP-CVD
Conseguindo o Melhor Desempenho do Filme com Sistemas de ICP-CVD dos Instrumentos de Oxford
O Gás de Controlo Flui Durante o Processamento de ICP-CVD
Repetibilidade e Estabilidade do Processamento de ICP-CVD
Depósito dos Materiais Usando o Processamento de ICP-CVD
Limpeza do Plasma da Câmara e Processamento de ICP-CVD
     Limpeza do Plasma da Câmara e Directrizes Típicas da Espessura
Processos do Pré-tratamento do Plasma
Sumário

Placas Novas da Transmissão que Melhoram a Uniformidade da Espessura de Filmes Depositados ICP-CVD

As melhorias de Processo foram feitas igualmente em que melhorou a uniformidade da espessura de filme foi conseguido baseou em nosso projecto de hardware patenteado novo. O projecto de hardware novo igualmente permite ao usuário a capacidade para depositar camadas sobre áreas maiores com uniformidade excelente da espessura de filme. O projecto de hardware patenteado é baseado em um projecto novo do showerhead do estilo que nós chamemos uma placa da transmissão. A placa da transmissão então é colocada na câmara e senta-se entre a fonte high-density do plasma e a carcaça.

A placa da transmissão foi aperfeiçoada ajustando os tamanhos e a distribuição do furo a fim conseguir a melhoria máxima da espessura de filme. A placa da transmissão é feita da liga de alumínio 6082 com suficiente espessura para manter a placa perto da temperatura da câmara pela condução lateral, mesmo quando sendo executado com potências altas do ICP. Encontrou-se que a fim conseguir a uniformidade da espessura de filme do “melhor” para depósitos do nitreto de silicone e do óxido de silicone duas variações diferentes das placas estiveram exigidas.

Figuras 1 e 2 (abaixo) mostram duas placas diferentes da transmissão para uma fonte ICP180.

Figura 1. Imagem da placa da transmissão do anel de gás do silane e do gás dentro da câmara do processo durante um processo do plasma

Figura 2. Duas placas da transmissão do gás. (a) A placa 1 da Transmissão é aperfeiçoada para depositar SiO2. (b) A placa 2 da Transmissão é aperfeiçoada para depositar o Pecadox

Figura 3 mostra a uma placa maior da transmissão qual é exigida para a fonte ICP380 a fim depositar filmes do CVD do ICP com as carcaças até 300mm com uniformidade excelente da espessura de filme.

Figura 3. placa da Transmissão usada com a fonte ICP380

Melhorando o Desempenho do Filme com Sistemas de ICP-CVD dos Instrumentos de Oxford

Mostras de Figura 4 e 5 um exemplo da distribuiçãox da espessura de filme do Pecado sobre 100 bolachas de silicone do milímetro e dos 200mm, usando um ICP180 e uma fonte ICP380 respectivamente. Os sistemas de ICP-CVD dos Instrumentos de Oxford' oferecem agora estas melhorias de processo melhoradas, e os usuários igualmente poderão promover facilmente seu sistema existente de ICP-CVD capaz de conseguir mesmo o melhor desempenho do filme.

Figura 4. uniformidade da espessurax de filme do Pecado de ICP-CVD sobre 100mm usando um System100 com uma fonte ICP180

Figura 5. uniformidade da espessurax de filme do Pecado de ICP-CVD sobre 200mm usando um System100 com uma fonte ICP380

O desempenho Típico da uniformidade da espessura de filme para depósitos da baixa temperatura igualmente depende da fonte do ICP usada. A Tabela 1 mostra a uniformidade diferente da espessura de filme segundo a fonte do ICP.

Uniformidades Típicas da espessura de filme da Tabela 1. ICP-CVD

ICP Source Tamanho da Bolacha
50mm 100mm 150mm 200mm
ICP65 <±6% - - -
ICP180 <±2% <±3% <±5% -
ICP380 <±1% <±2% <±3% <±5%

O Gás de Controlo Flui Durante o Processamento de ICP-CVD

Os filmes Depositados tais como o nitreto de Silicone e o óxido de silicone são usados em HBLEDS para passivate os dispositivos finais. Os métodos Actuais incluem o processamento do grupo PECVD que tem uma carga típica de até 8 x de 4" carcaças (e uma carga muito maior de 2" carcaças) com uma taxa de crescimento de 14-15 nm/min. que uma quantidade de interesse Considerável tem sido dirigida recentemente para o único processamento do DIODO EMISSOR DE LUZ da bolacha que exige umas taxas de depósito mais altas manter exigências da produção. Igualmente sabe-se que a temperatura do depósito deve igualmente ser mantida o mais baixo possível. Estas exigências restringem a capacidade de PECVD convencionais que exigem altas temperaturas e baixas taxas de depósito a fim permitir que o material de alta qualidade seja depositado, provavelmente com reservar o tempo suficiente para o hidrogênio adicional aos outgas do filme crescente.

Nós temos discutido já que os filmes high-density podem ser depositados em baixas temperaturas (<150°C) usando a técnica de ICP-CVD mas com taxas de depósito típicas de 8nm/min. Porém o trabalho de desenvolvimento recente em OIPT conseguiu umas taxas de depósito muito mais altas de > 140nm/min nas mesmas baixas temperaturas, enquanto mantendo a bons qualidade do filme, uniformidade da espessura de filme e controle de esforço do filme. Estes avanços recentes mostraram a capacidade de ICP-CVD em conseguir os filmes de alta qualidade em baixas temperaturas com produção alta. Os processos mais altos da taxa de depósito foram conseguidos aumentando a mistura do fluxo da potência e do gás do ICP segundo as indicações de figura 6 abaixo. A relação do fluxo do gás para o depósito do Pecado e2 do SiO foi ajustada então a fim ajustar o R.I. (figura 7).

A Figura 6. Variação da taxa de depósito com gás total flui para o Pecado de ICP-CVDx depositado em 150°C

A Figura 7. Variação da taxa de depósito contra o gás total flui para ICP-CVD SiO2 depositado em 150°C

Repetibilidade e Estabilidade do Processamento de ICP-CVD

Um da maioria de factores importantes de um sistema do depósito é a capacidade para depositar a toda hora o mesmo filme. A repetibilidade e a estabilidade do processo de ICP-CVD em que os testes foram realizados pela taxa de depósito alta de depósito SiO2 (>140nm/min) em baixas temperaturas (<150°C) em bolachas de 75 x de 100mm. Os Resultados são mostrados em figura 8, 9, e 10 abaixo.

Figura 8. Bolacha a uma repetibilidade da taxa de depósito da bolacha de <+/-2% com uniformidade da espessura de filme de <+/-3% sobre a bolacha de 100mm

Figura 9. Bolacha a uma repetibilidade da bolacha R.I. de <+/-0.3%

Figura 10: Repetibilidade do esforço2 do filme de ICPCVD SiO sobre 75 bolachas

Figura 11: Efeito do fluxo fosforoso do gás na taxa de depósito do um-Si de ICP-CVD

Depósito dos Materiais Usando o Processamento de ICP-CVD

Além do que SiO2, as camadasxy ICP-CVD de SiONx e de Pecado podem igualmente ser usadas para depositar outros materiais tais como o silicone amorfo (undoped e lubrificado) e o carboneto de silicone.

O silicone Amorfo é depositado geralmente usando o silane puro com fluxos pequenos do argônio a fim ajudar a golpear o plasma. O hidrogênio Adicional é usado igualmente a fim melhorar a qualidade do filme. Os Entorpecentes podem ser adicionados sob a forma do fósforo e do boro a fim mudar a condutibilidade da camada que é detalhe importante em aplicações do photovoltaics. Figura 11 abaixo do efeito do fluxo Fosforoso na taxa de depósito para o si amorfo de ICP-CVD mergulha.

ICP-CVD pode igualmente ser usado para depositar o carboneto de silicone. O Silane é misturado normalmente com o metano e o argônio é usado igualmente para ajudar com golpe do plasma. O R.I. do Sic pode ser ajustado ajustando a relação do fluxo do gás do silane ao metano. Mostras de Figura 12 e 13 o relacionamento entre o R.I., o esforço do filme e a relação do metano/fluxo gás do silane.

Figura 12: Variação do R.I. com relação do metano/fluxo gás do silane

Figura 13: Variação do esforço do filme com relação do metano/fluxo gás do silane

Limpeza do Plasma da Câmara e Processamento de ICP-CVD

Em ICP-CVD que processa, uma proporção significativa do tempo da ferramenta é devotada à limpeza do plasma usando gáss gravura a água-forte para limpar a câmara do processo. Há um número de gáss limpos disponíveis tais CF4, CF38, CF26 e N-F3. Porém em nossas câmaras do ICP nós usamos nominal SF6 devido à capacidade para conseguir umas taxas mais altas gravura a água-forte, uns subprodutos mais limpos e os processos experientes gravura a água-forte que nós alterássemos a fim limpar com sucesso dentro da câmara. Os gáss Alternativos que nós igualmente usamos são CF4 e CF.38

Os gáss limpos se seu SF6 ou CF4 estão usados geralmente com ou O2 ou NENHUM2 a fim reduzir os subprodutos formados após o limpo. O limpo consiste usar a potência do ICP e igualmente põe ao eléctrodo. Isto é usado para promover o flúor a fim conseguir umas taxas mais rápidas gravura a água-forte. Uma bolacha é sugerida igualmente para ser colocada na tabela a fim proteger a superfície isto é reduz-se sobre a limpeza nesta área. O tempo da limpeza do plasma e os intervalos da limpeza dependem da natureza do depósito. Por exemplo se um filme alto do esforço está depositado na câmara então que o depósito máximo antes que limpar estiver exigida é reduzido devido ao potencial do filme que se lasca das paredes da câmara na amostra.

Limpeza do Plasma da Câmara e Directrizes Típicas da Espessura

As directrizes Típicas da espessura e da limpeza são mostradas abaixo.

  • A Limpeza deve ser realizada após >5microns do depósito do filme.
  • O tempo da Limpeza é dependente do tipo e da espessura do filme depositados.
  • O tempo Típico da limpeza é 2hours para 6-8 mícrons do depósito do filme.

Depois de uma câmara do plasma limpa é importante executar uma receita da remoção da bomba a fim minimizar relativo à partícula ínfima. Uma seqüência típica é mostrada abaixo: -

Repita 30 a remoção de times/1min pump/1min2 N, 100sccm, 50mT/Loop

O Acondicionamento da câmara é uma etapa importante a fim conseguir um processo repetível. Nós observamos que ~0.5microns do depósito está exigido condicionando. Figura 14 mostra como a taxa de depósito e o refractive do processo estabilizam após um plasma da câmara limpo e o acondicionamento da câmara.

Figura 14: Efeito da câmara que condiciona na repetibilidade do processo

Processos do Pré-tratamento do Plasma

Um processo do pré-tratamento do plasma pode ser aplicado a uma superfície particular a fim evitar especialmente a delaminação dos filmes depositados quando o filme vem sob algum esforço térmico ou mecânico. A Boa adesão dos filmes depositados no material subjacente depende do tipo de superfície e igualmente do tipo de resíduos na superfície. Oxigênio - o plasma baseado pre-limpo tem o efeito maior em remover os resíduos orgânicos visto que um plasma baseado hidrogênio preclean tem o efeito maior remover os resíduos inorgánicos.

Se um material da carcaça a não ser o Silicone é usado como o nitreto do Arsenieto de Gálio ou do Gálio um plasma pre o processo do tratamento é essencial conseguir bom filma propriedades. Por exemplo, a adesão e a qualidade do filme depositado podem ser melhoradas aplicando um depósito prévio baseado hidrogênio do filme do processo pre limpo. Isto foi realizado usando um plasma da amônia/nitrogênio pre limpo onde a amônia se separa no nitrogênio e o hidrogênio e os ataques resultantes do hidrogênio a superfície subjacente que dá uma superfície hidrogenada que fornecesse um bom interlayer entre o filme e a carcaça. O filme depositado subseqüente mostra então boas propriedades do filme tais como a boa adesão, baixos furo de pino e boas características elétricas.

Sumário

Neste papel nós mostramos que ICP-CVD pode ser usado para depositar os vários materiais que incluem SiO2, Pecadox, um-Si e Sic. Usando os filmes de alta qualidade da técnica de ICP-CVD são depositados com plasma high-density, baixas pressões e temperaturas do depósito que conduz à contaminação de minimização do filme, promovendo a estequiometria do filme, reduzindo dano de radiação pela interacção directa da íon-superfície, e eliminando a degradação do dispositivo em altas temperaturas.

Source: “Acoplou Indutiva o depósito de vapor químico do plasma (ICP-CVD)” pela Tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor a Tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford.

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

Last Update: 24. September 2013 05:45

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