在引人地耦合的等离子的新的改善 - 由牛津仪器等离子技术的化学气相沉积 (ICP-CVD) 进程

包括的事宜

改进 ICP-CVD 存款影片的厚度均一新的传输牌照
完成与 ICP-CVD 系统的更好的影片性能从牛津仪器
在 ICP-CVD 处理期间,控制气体流
ICP-CVD 处理的反复性和稳定性
材料的证言使用 ICP-CVD 处理的
房间等离子清洁和 ICP-CVD 处理
     房间等离子清洁和典型的厚度指南
等离子预处理进程
汇总

改进 ICP-CVD 存款影片的厚度均一新的传输牌照

改进流程也做了改进胶片厚度均一达到根据我们新的给予专利的硬件设计。 新的硬件设计也给这个用户这个能力存款层在与非常好的胶片厚度均一的更大的区。 给予专利的硬件设计在我们称传输牌照的一个新式的淋浴喷头设计基础上。 传输牌照在这个房间然后安置并且坐在高密度等离子来源和这个基体之间。

传输牌照通过调整漏洞范围和配电器为了有所最大胶片厚度改善优选了。 传输牌照做铝合金 6082 以满足的厚度维护接近房间温度的牌照由侧向传导,既使当运行与高 ICP 功率。 发现为了达到 “最好”氮化硅和氧化硅证言的胶片厚度均一要求牌照的二个不同变形。

图 1 和 2 (见下) 显示二不同 ICP180 来源的传输牌照。

硅酮小煤气炉和气体传输牌照的图 1. 图象在处理房间里面的在等离子进程期间

图 2。 二个气体传输牌照。 (a) 传输牌照 1 被优选存款 SiO2。 (b) 传输牌照 2 被优选存款罪孽x

图 3 显示一个更大的传输牌照哪些对于这个 ICP380 来源是必需的为了存款 ICP- 与基体的 CVD 影片至 300mm 与非常好的胶片厚度均一。

图 3. 传输牌照使用与 ICP380 来源

改进与 ICP-CVD 系统的影片性能从牛津仪器

图 4 和 5 显示罪孽胶片厚度配电器的x 示例 100 个 mm 和 200mm 硅片,使用各自 ICP180ICP380 来源。 牛津仪器’ ICP-CVD 系统现在提供这些被改进的改进流程,并且用户也能容易地升级能他们现有的 ICP-CVD 的系统为了完成更好的影片性能。

图 4. ICP-CVD 罪孽x 胶片厚度均一 100mm 使用与 ICP180 来源的 System100

图 5. ICP-CVD 罪孽x 胶片厚度均一 200mm 使用与 ICP380 来源的 System100

低温证言的典型的胶片厚度均一性能也取决于使用的 ICP 来源。 表 1 根据 ICP 来源显示另外胶片厚度均一。

表 1. 典型的 ICP-CVD 胶片厚度均一

ICP 来源 薄酥饼范围
50mm 100mm 150mm 200mm
ICP65 <±6% - - -
ICP180 <±2% <±3% <±5% -
ICP380 <±1% <±2% <±3% <±5%

在 ICP-CVD 处理期间,控制气体流

存款影片例如氮化硅和氧化硅用于 HBLEDS 钝化最终设备。 当前方法包括有典型的负荷 8 x 4" 基体的批 PECVD 处理 (和更大的负荷 2" 基体) 与 14-15 个 nm/min. 的增长率严重的利息量最近将唯一薄酥饼 LED 处理指向要求更高的沉积率维护处理量需求。 也知道必须尽可能低也保留证言温度。 这些需求通过允许超额氢的足够时间很可能制约要求高温和低沉积率为了允许优质材料存款常规 PECVD 的能力,对 outgas 从这部生长影片。

我们已经讨论高密度影片可以存款在低温 (<150°C) 使用 ICP-CVD 技术,但是与 8nm/min. 的典型的沉积率。 然而在 OIPT 的新发展工作达到更高的沉积率 > 140nm/min 在同样低温,维护好影片质量、胶片厚度均一和影片压力控制。 这些最近预付款在达到显示了 ICP-CVD 的功能优质影片在与高处理量的低温。 更高的沉积率进程通过增加 ICP 功率和气体流混合物达到如下面的图 6 所显示。 然后调整罪孽和 SiO 证言的2 气体流比例为了调整这个 R.i. (图 7)。

图 6. 沉积率差异与总气体的为 ICP-CVD 罪孽流x 存款在 150°C

图 7. 沉积率差异与总气体为 ICP-CVD SiO 流2 存款在 150°C

ICP-CVD 处理的反复性和稳定性

其中一个证言系统的重要因素是这个能力多次存款同一部影片。 测试由存款的高沉积率 SiO ICP-CVD 进程的反复性和稳定性 (2 >140nm/min) 进行了以低温 (<150°C) 在 75 x 100mm 薄酥饼。 结果在表 8, 9 和 10 如下所示。

图 8. 对薄酥饼沉积率反复性的薄酥饼 <+/-2% 与胶片厚度均一 <+/-3% 100mm 薄酥饼

图 9. 对薄酥饼 R.i. 反复性的薄酥饼 <+/-0.3%

图 10 : ICPCVD SiO2 影片重点反复性 75 个薄酥饼

图 11 : 亚磷气体流的作用对 ICP-CVD Si 沉积率

材料的证言使用 ICP-CVD 处理的

除 SiO 之外2, SiONxy 和罪孽xICP-CVD 可能也用于存款其他材料例如无定形的硅 (无掺杂和被掺杂) 和碳化硅。

无定形的硅通常存款使用与氩小的流的纯硅酮为了帮助碰撞等离子。 另外的氢也用于为了改进影片质量。 掺杂物可以被添加以磷和硼的形式为了更改是特殊性重要在 photovoltaics 应用层的传导性。 在亚磷流下的作用的图 11 对 ICP-CVD 的无定形的 si 沉积率分层堆积。

ICP-CVD 可能也用于存款碳化硅。 硅酮与甲烷通常混合,并且氩也用于帮助与等离子进攻。 SiC 的 R.i. 可以通过调整硅酮气体流比例调整对甲烷。 图 12 和 13 显示 R.i.、影片重点和甲烷/硅酮气体流比例之间的关系。

图 12 : r.i. 的差异以甲烷/硅酮气体流比例

图 13 : 影片重点的差异以甲烷/硅酮气体流比例

房间等离子清洁和 ICP-CVD 处理

在处理的 ICP-CVD,工具时间的一个重要比例专用于等离子清洁使用蚀刻气体清洗这个处理房间。 有可用一定数量干净的气体这样锎4、锎38、锎26 和 NF3。 然而在我们的 ICP 房间我们名义上使用 SF6 由于能力达到我们修改为了顺利地清洗在这个房间里面的更高的蚀刻费率、更加干净的副产品和有经验的蚀刻进程。 我们也使用了的替代气体是锎4 和 CF。38

干净的气体其 SF 或64 是否通常用于与或者 O2 或没有2为了减少在干净以后被形成的副产品。 干净包括使用 ICP 功率并且关闭到电极。 这用于促进氟素为了达到更加快速的蚀刻速度。 即薄酥饼在这张表在此区也被建议被安置为了保护表面减少在清洁。 等离子清洁时间和清洁间隔取决于证言的本质。 例如,如果一部高重点影片在这个房间存款然后最大证言,在需要前清洗减少的归结于剥落从在这个范例上的房间墙壁的这部影片潜在。

房间等离子清洁和典型的厚度指南

典型的厚度和清洁指南如下所示。

  • 应该在影片证言以后 >5microns 执行清洁。
  • 清洁时间依靠存款的影片的类型和厚度。
  • 典型的清洁时间是 2hours 6-8 微米影片证言。

在干净等离子的房间之后运行泵清除处方为了使微粒物质减到最小是重要的。 一个典型的顺序如下所示:-

重复 30 个 times/1min pump/1min N2 清除, 100sccm, 50mT/Loop

适应这个房间是一个重要步骤为了达到一个可重复的进程。 我们注意到证言 ~0.5microns 对于适应是必需的。 图 14 显示沉积率和折射这个进程如何在干净房间的等离子和房间适应以后稳定。

图 14 : 适应房间的作用对处理反复性

等离子预处理进程

特别是当这部影片受到某个热量或机械重点时,等离子预处理进程可以适用于特殊表面为了避免存款影片的分层法。 存款影片的好黏附力在基础材料上的取决于表面的种类并且残滓的种类在表面的。 氧气 - 基于等离子预洗有这个更加了不起的作用在取消有机残滓,而氢基于等离子预洗有这个更加了不起的作用取消无机残滓。

如果除硅之外的基体材料使用例如砷化镓或镓氮化物等离子前处理进程是重要达到好摄制属性。 例如,这部存款影片的黏附力和质量可以经过适用氢基于前干净的处理前期影片证言改进。 这被执行了通过使用前干净氨/氮气的等离子氨离解到氮气的地方,并且氢和发生的氢攻击产生提供在影片和基体之间的一块好夹层的氢化的表面的基础表面。 这部随后的存款影片然后显示好影片属性例如好黏附力、低针孔和好电子特性。

汇总

在本文我们向显示 ICP-CVD 可以用于存款多种材料包括 SiO2、罪孽x、 Si 和 SiC。 通过使用 ICP-CVD 技术优质影片存款与导致使减到最小的影片污秽,促进影片化学计量学,减少辐射损伤由直接离子表面交往和消灭设备降低在高温的高密度等离子、低证言压和温度。

来源: “由牛津仪器等离子技术引人地耦合了等离子化学气相沉积 (ICP-CVD)”。

关于此来源的更多信息请参观牛津仪器等离子技术

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

Last Update: 24. September 2013 05:38

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit