PECVD系统淀积氮化硅工艺优化的实现
发布时间：2021-01-24 04:51
基于等离子化学气相淀积（PECVD,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）的薄膜淀积工艺目前已成为光电子器件芯片制造工艺中非常重要的工艺环节,PECVD工艺相比传统管式炉高温氧化工艺具有生长温度低、淀积速率快、占地面积小等显著优点,非常适合于承受温度低的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体类芯片的工艺生产,因此研究适合于批量化生产的PECVD工艺条件及工艺生产状态控制方法是公司推进光电子芯片类元器件产业化的迫切需要。本论文正是针对公司以2.5G雪崩光电二极管（APD,Avalanche Photo Diode）为代表的InGa As光电探测器芯片产业化需求,研究了光电探测器芯片生产过程中的PECVD淀积氮化硅薄膜工艺的影响因素,并针对量产要求进行了相关工艺实验,优化并固化了工艺条件,进而利用统计过程控制（SPC,Statistical Process Control）这一先进质量分析方法对PECVD工艺的长期运行状态进行了分析,充分验证了优化后工艺条件的稳定性和重复性,并用于指导PECVD生产实际,最终满足了公司InGa As光电探测器芯片300万只的月产...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
感应式耦合原理示意图
图 2-2 薄膜成膜过程从图中可以看出，原子必须在达到基片后将垂直平面上的动量发散，只有通过动量发散才能够吸附于基片上。这些原子会在基片表面进行一系列的化学反应，进而有助于薄膜的形成。构成薄膜的原子能够在基片表面进行各种扩散运动，也就是发生吸附原子的表面迁移。原子在进行碰撞的过程中形成原子团，这一过程被称为是成核。原子团在达到一定大小之后就能够持续不断的成长。在这一过程中小原子团通过彼此聚合的形式最终形成较大的原子团。通过原子团的不断持续成长最终形成了核岛。不同的核岛之间会存在缝隙，而通过原子的填补最终能够形成整个薄膜。如果原子无法实现与基片的键合，则会导致自由原子的产生，将自由原子产生的过程称为是原子的吸解。PVD 与 CVD 之间存在较大的差异和不同，具体表现为：前者主要是物理性的吸附和吸解反应；后者是化学性的吸附与吸解反应。PECVD 是借助微波或射频等使原子气体电离，通过这一作用在局部形成等离子体，等离子的主要特性是具备很强的化学活动，因此很容易就会发生相应的反
电子科技大学硕士学位论文其工作原理为：在真空压力下，电极板之间施加相应的射频电场，少量由电子会通过碰撞被加速得到相应的能量，使得电子和气体分子发生激励的碰最终形成二次电子等粒子，经过反复的碰撞会导致大量电子和离子的出现。以上的反应最终会形成等离子体（此过程被称为电容耦合式的气体放电），反应物在极板表面吸附，并且具备很高的黏附系数。同时也能够在基板表明易发生迁移，最终得到性能较好的薄膜。在碰撞作用下，吸附于基板表明的团会进行重新排列，和其他反应物发生反应得出新的键节，从而得到性能较薄膜，副产物从衬底上解吸，随主气流由真空泵抽走，生成 SiNx薄膜的主要气体为 NH3和 SiH4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速热处理对PECVD氮化硅薄膜性能的影响[J]. 陈玉武,郝秋艳,刘彩池,王立建,孙海知,赵建国. 光电子.激光. 2008(10)
[2]氮化硅薄膜的快速热处理在太阳电池中的应用[J]. 李友杰,罗培青,黄建华,王景霄,周之斌,崔容强. 上海交通大学学报. 2008(01)
[3]氮化硅支撑层薄膜的PECVD法制备及性能研究[J]. 莫镜辉,刘黎明,太云见,杨培志. 半导体光电. 2007(06)
[4]氨气预氮化制备超薄氮化硅薄膜及电学性能[J]. 宋捷,王久敏,余林蔚,黄信凡,李伟,陈坤基. 固体电子学研究与进展. 2007(04)
[5]高速沉积氮化硅薄膜对其化学键及性能的影响[J]. 谢振宇,龙春平,邓朝勇,胡文成. 液晶与显示. 2007(01)
[6]热处理对氮化硅薄膜光学和电学性能的影响[J]. 龚灿锋,席珍强,王晓泉,杨德仁,阙端麟. 太阳能学报. 2006(03)
[7]交替频率PECVD方法沉积低应力氮化硅薄膜及其性质研究[J]. 姜利军,赵润涛,陈翔,王旭洪,盛玫,徐立强. 功能材料与器件学报. 1999(02)
[8]氮化硅薄膜的PECVD生长及其性能研究[J]. 于映,陈抗生. 真空电子技术. 1996(02)
[9]PECVD SiN薄膜在室温下电流传导机制的研究[J]. 黄庆安,杨绪华,景俊海. 微电子学与计算机. 1987(10)
本文编号：2996607
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
感应式耦合原理示意图
图 2-2 薄膜成膜过程从图中可以看出，原子必须在达到基片后将垂直平面上的动量发散，只有通过动量发散才能够吸附于基片上。这些原子会在基片表面进行一系列的化学反应，进而有助于薄膜的形成。构成薄膜的原子能够在基片表面进行各种扩散运动，也就是发生吸附原子的表面迁移。原子在进行碰撞的过程中形成原子团，这一过程被称为是成核。原子团在达到一定大小之后就能够持续不断的成长。在这一过程中小原子团通过彼此聚合的形式最终形成较大的原子团。通过原子团的不断持续成长最终形成了核岛。不同的核岛之间会存在缝隙，而通过原子的填补最终能够形成整个薄膜。如果原子无法实现与基片的键合，则会导致自由原子的产生，将自由原子产生的过程称为是原子的吸解。PVD 与 CVD 之间存在较大的差异和不同，具体表现为：前者主要是物理性的吸附和吸解反应；后者是化学性的吸附与吸解反应。PECVD 是借助微波或射频等使原子气体电离，通过这一作用在局部形成等离子体，等离子的主要特性是具备很强的化学活动，因此很容易就会发生相应的反
电子科技大学硕士学位论文其工作原理为：在真空压力下，电极板之间施加相应的射频电场，少量由电子会通过碰撞被加速得到相应的能量，使得电子和气体分子发生激励的碰最终形成二次电子等粒子，经过反复的碰撞会导致大量电子和离子的出现。以上的反应最终会形成等离子体（此过程被称为电容耦合式的气体放电），反应物在极板表面吸附，并且具备很高的黏附系数。同时也能够在基板表明易发生迁移，最终得到性能较好的薄膜。在碰撞作用下，吸附于基板表明的团会进行重新排列，和其他反应物发生反应得出新的键节，从而得到性能较薄膜，副产物从衬底上解吸，随主气流由真空泵抽走，生成 SiNx薄膜的主要气体为 NH3和 SiH4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速热处理对PECVD氮化硅薄膜性能的影响[J]. 陈玉武,郝秋艳,刘彩池,王立建,孙海知,赵建国. 光电子.激光. 2008(10)
[2]氮化硅薄膜的快速热处理在太阳电池中的应用[J]. 李友杰,罗培青,黄建华,王景霄,周之斌,崔容强. 上海交通大学学报. 2008(01)
[3]氮化硅支撑层薄膜的PECVD法制备及性能研究[J]. 莫镜辉,刘黎明,太云见,杨培志. 半导体光电. 2007(06)
[4]氨气预氮化制备超薄氮化硅薄膜及电学性能[J]. 宋捷,王久敏,余林蔚,黄信凡,李伟,陈坤基. 固体电子学研究与进展. 2007(04)
[5]高速沉积氮化硅薄膜对其化学键及性能的影响[J]. 谢振宇,龙春平,邓朝勇,胡文成. 液晶与显示. 2007(01)
[6]热处理对氮化硅薄膜光学和电学性能的影响[J]. 龚灿锋,席珍强,王晓泉,杨德仁,阙端麟. 太阳能学报. 2006(03)
[7]交替频率PECVD方法沉积低应力氮化硅薄膜及其性质研究[J]. 姜利军,赵润涛,陈翔,王旭洪,盛玫,徐立强. 功能材料与器件学报. 1999(02)
[8]氮化硅薄膜的PECVD生长及其性能研究[J]. 于映,陈抗生. 真空电子技术. 1996(02)
[9]PECVD SiN薄膜在室温下电流传导机制的研究[J]. 黄庆安,杨绪华,景俊海. 微电子学与计算机. 1987(10)
本文编号：2996607
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