在引人地耦合的等離子的新的改善 - 由牛津儀器等離子技術的化學氣相沉積 (ICP-CVD) 進程

包括的事宜

改進 ICP-CVD 存款影片的厚度均一新的傳輸牌照
完成與 ICP-CVD 系統的更好的影片性能從牛津儀器
在 ICP-CVD 處理期間,控制氣體流
ICP-CVD 處理的反覆性和穩定性
材料的證言使用 ICP-CVD 處理的
房間等離子清潔和 ICP-CVD 處理
     房間等離子清潔和典型的厚度指南
等離子預處理進程
彙總

改進 ICP-CVD 存款影片的厚度均一新的傳輸牌照

改進流程也做了改進膠片厚度均一達到根據我們新的給予專利的硬件設計。 新的硬件設計也給這個用戶這個能力存款層在與非常好的膠片厚度均一的更大的區。 給予專利的硬件設計在我們稱傳輸牌照的一個新式的淋浴噴頭設計基礎上。 傳輸牌照在這個房間然後安置并且坐在高密度等離子來源和這個基體之間。

傳輸牌照通過調整漏洞範圍和配電器為了有所最大膠片厚度改善優選了。 傳輸牌照做鋁合金 6082 以滿足的厚度維護接近房間溫度的牌照由側向傳導,既使當運行與高 ICP 功率。 發現為了達到 「最好」氮化硅和氧化硅證言的膠片厚度均一要求牌照的二個不同變形。

圖 1 和 2 (見下) 顯示二不同 ICP180 來源的傳輸牌照。

硅酮小煤氣爐和氣體傳輸牌照的圖 1. 圖像在處理房間裡面的在等離子進程期間

圖 2。 二個氣體傳輸牌照。 (a) 傳輸牌照 1 被優選存款 SiO2。 (b) 傳輸牌照 2 被優選存款罪孽x

圖 3 顯示一個更大的傳輸牌照哪些對於這個 ICP380 來源是必需的為了存款 ICP- 與基體的 CVD 影片至 300mm 與非常好的膠片厚度均一。

圖 3. 傳輸牌照使用與 ICP380 來源

改進與 ICP-CVD 系統的影片性能從牛津儀器

圖 4 和 5 顯示罪孽膠片厚度配電器的x 示例 100 個 mm 和 200mm 硅片,使用各自 ICP180ICP380 來源。 牛津儀器』 ICP-CVD 系統現在提供這些被改進的改進流程,并且用戶也能容易地升級能他們現有的 ICP-CVD 的系統為了完成更好的影片性能。

圖 4. ICP-CVD 罪孽x 膠片厚度均一 100mm 使用與 ICP180 來源的 System100

圖 5. ICP-CVD 罪孽x 膠片厚度均一 200mm 使用與 ICP380 來源的 System100

低溫證言的典型的膠片厚度均一性能也取決於使用的 ICP 來源。 表 1 根據 ICP 來源顯示另外膠片厚度均一。

表 1. 典型的 ICP-CVD 膠片厚度均一

ICP 來源 薄酥餅範圍
50mm 100mm 150mm 200mm
ICP65 <±6% - - -
ICP180 <±2% <±3% <±5% -
ICP380 <±1% <±2% <±3% <±5%

在 ICP-CVD 處理期間,控制氣體流

存款影片例如氮化硅和氧化硅用於 HBLEDS 鈍化最終設備。 當前方法包括有典型的負荷 8 x 4" 基體的批 PECVD 處理 (和更大的負荷 2" 基體) 與 14-15 个 nm/min. 的增長率嚴重的利息量最近將唯一薄酥餅 LED 處理指向要求更高的沉積率維護處理量需求。 也知道必須儘可能低也保留證言溫度。 這些需求通過允許超額氫的足够時間很可能制約要求高溫和低沉積率為了允許優質材料存款常規 PECVD 的能力,對 outgas 從這部生長影片。

我們已經討論高密度影片可以存款在低溫 (<150°C) 使用 ICP-CVD 技術,但是與 8nm/min. 的典型的沉積率。 然而在 OIPT 的新發展工作達到更高的沉積率 > 140nm/min 在同樣低溫,維護好影片質量、膠片厚度均一和影片壓力控制。 這些最近預付款在達到顯示了 ICP-CVD 的功能優質影片在與高處理量的低溫。 更高的沉積率進程通過增加 ICP 功率和氣體流混合物達到如下面的圖 6 所顯示。 然後調整罪孽和 SiO 證言的2 氣體流比例為了調整這个 R.i. (圖 7)。

圖 6. 沉積率差異與總氣體的為 ICP-CVD 罪孽流x 存款在 150°C

圖 7. 沉積率差異與總氣體為 ICP-CVD SiO 流2 存款在 150°C

ICP-CVD 處理的反覆性和穩定性

其中一個證言系統的重要因素是這個能力多次存款同一部影片。 測試由存款的高沉積率 SiO ICP-CVD 進程的反覆性和穩定性 (2 >140nm/min) 進行了以低溫 (<150°C) 在 75 x 100mm 薄酥餅。 結果在表 8, 9 和 10 如下所示。

圖 8. 對薄酥餅沉積率反覆性的薄酥餅 <+/-2% 與膠片厚度均一 <+/-3% 100mm 薄酥餅

圖 9. 對薄酥餅 R.i. 反覆性的薄酥餅 <+/-0.3%

圖 10 : ICPCVD SiO2 影片重點反覆性 75 個薄酥餅

圖 11 : 亞磷氣體流的作用對 ICP-CVD Si 沉積率

材料的證言使用 ICP-CVD 處理的

除 SiO 之外2, SiONxy 和罪孽xICP-CVD 可能也用於存款其他材料例如無定形的硅 (無摻雜和被摻雜) 和碳化硅。

無定形的硅通常存款使用與氬小的流的純硅酮為了幫助碰撞等離子。 另外的氫也用於為了改進影片質量。 摻雜物可以被添加以磷和硼的形式為了更改是特殊性重要在 photovoltaics 應用層的傳導性。 在亞磷流下的作用的圖 11 對 ICP-CVD 的無定形的 si 沉積率分層堆積。

ICP-CVD 可能也用於存款碳化硅。 硅酮與甲烷通常混合,并且氬也用於幫助與等離子進攻。 SiC 的 R.i. 可以通過調整硅酮氣體流比例調整對甲烷。 圖 12 和 13 顯示 R.i.、影片重點和甲烷/硅酮氣體流比例之間的關係。

圖 12 : r.i. 的差異以甲烷/硅酮氣體流比例

圖 13 : 影片重點的差異以甲烷/硅酮氣體流比例

房間等離子清潔和 ICP-CVD 處理

在處理的 ICP-CVD,工具時間的一個重要比例專用於等離子清潔使用蝕刻氣體清洗這個處理房間。 有可用一定數量乾淨的氣體這樣锎4、锎38、锎26 和 NF3。 然而在我們的 ICP 房間我們名義上使用 SF6 由於能力達到我們修改為了順利地清洗在這個房間裡面的更高的蝕刻費率、更加乾淨的副產品和有經驗的蝕刻進程。 我們也使用了的替代氣體是锎4 和 CF。38

乾淨的氣體其 SF 或64 是否通常用於與或者 O2 或沒有2為了減少在乾淨以後被形成的副產品。 乾淨包括使用 ICP 功率並且關閉到電極。 這用於促進氟素為了達到更加快速的蝕刻速度。 即薄酥餅在這張表在此區也被建議被安置為了保護表面減少在清潔。 等離子清潔時間和清潔間隔取決於證言的本質。 例如,如果一部高重點影片在這個房間存款然後最大證言,在需要前清洗減少的歸結於剝落從在這個範例上的房間牆壁的這部影片潛在。

房間等離子清潔和典型的厚度指南

典型的厚度和清潔指南如下所示。

  • 應該在影片證言以後 >5microns 執行清潔。
  • 清潔時間依靠存款的影片的類型和厚度。
  • 典型的清潔時間是 2hours 6-8 微米影片證言。

在乾淨等離子的房間之後運行泵清除處方為了使微粒物質減到最小是重要的。 一個典型的順序如下所示:-

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

適應這個房間是一個重要步驟為了達到一個可重複的進程。 我們注意到證言 ~0.5microns 對於適應是必需的。 圖 14 顯示沉積率和折射這個進程如何在乾淨房間的等離子和房間適應以後穩定。

圖 14 : 適應房間的作用對處理反覆性

等離子預處理進程

特別是當這部影片受到某個熱量或機械重點時,等離子預處理進程可以適用於特殊表面為了避免存款影片的分層法。 存款影片的好黏附力在基礎材料上的取決於表面的種類並且殘滓的種類在表面的。 氧氣 - 基於等離子預洗有這個更加了不起的作用在取消有機殘滓,而氫基於等離子預洗有這個更加了不起的作用取消無機殘滓。

如果除硅之外的基體材料使用例如砷化鎵或鎵氮化物等離子前處理進程是重要達到好攝製屬性。 例如,這部存款影片的黏附力和質量可以經過適用氫基於前乾淨的處理前期影片證言改進。 這被執行了通過使用前乾淨氨/氮氣的等離子氨離解到氮氣的地方,并且氫和發生的氫攻擊產生提供在影片和基體之間的一塊好夾層的氫化的表面的基礎表面。 這部隨後的存款影片然後顯示好影片屬性例如好黏附力、低針孔和好電子特性。

彙總

在本文我們向顯示 ICP-CVD 可以用於存款多種材料包括 SiO2、罪孽x、 Si 和 SiC。 通過使用 ICP-CVD 技術優質影片存款與導致使減到最小的影片汙穢,促進影片化學計量學,減少輻射損傷由直接離子表面交往和消滅設備降低在高溫的高密度等離子、低證言壓和溫度。

來源: 「由牛津儀器等離子技術引人地耦合了等離子化學氣相沉積 (ICP-CVD)」。

關於此來源的更多信息请請參觀牛津儀器等離子技術

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

Last Update: 24. September 2013 05:39

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