视频为太阳能电池PECVD 镀膜机，来源：Izovac
等离子增强化学气相沉积 (PECVD) 是一种广泛用于半导体制造的混合沉积工艺。与传统的热 CVD 相比，它利用等离子能量在较低温度下在基材上沉积薄膜。PECVD 非常适合需要精确控制薄膜特性的应用，包括介电层、氮化硅和氧化硅。
PECVD设备的结构组成：
1. 反应室
材料：反应室通常由不锈钢或铝制成，设计用于承受高真空条件。
晶圆支架（卡盘）：将晶圆固定在适当位置，通常结合温度控制功能，例如主动冷却或加热系统，以确保工艺稳定性 。
2. 等离子体生成系统
电极：平行板电极用于通过施加射频功率（通常为 13.56 MHz）来产生等离子体。
等离子体源：射频功率将工艺气体激发成等离子体，提供能量以驱动晶圆表面的化学反应 。
3. 气体输送系统
将前体（例如硅烷、氨）和载气（例如氮气、氩气）输送到反应室中。
质量流量控制器 (MFC)：精确控制气体流速以实现均匀沉积。
4. 真空系统
真空泵：高容量泵维持低压条件。
压力控制：自动压力控制确保等离子体和反应过程的环境一致。
5. 基板处理
自动晶圆处理系统确保高效装载、定位和卸载 300 毫米晶圆，以最大限度提高产量。
6. 控制系统
集成软件可精确控制温度、压力、气体流量、射频功率和沉积时间。
PECVD设备的工作原理：
1. 基板准备
将基板（例如 300mm 晶圆）装入腔室并固定在卡盘上。清洁其表面以去除可能干扰薄膜附着力或均匀性的污染物。
2. 气体引入
通过气体输送系统将工艺气体（例如用于硅基薄膜的硅烷 (SiH4)）引入腔室。使用 MFC 仔细调整流速。
3. 等离子体生成
将 RF 功率施加到电极上，产生电场，使气体分子电离。这形成了高能离子和自由基的等离子体，它们与晶圆表面相互作用。
4. 沉积反应
化学反应：等离子体能量驱动前体之间的反应，在晶圆表面形成所需材料的薄膜。
薄膜生长：该过程逐层进行，确保均匀沉积。
5. 排气和抽气
使用真空泵将反应副产物从反应室内抽出。这样可以保持清洁的沉积环境。
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