PECVD技術(shù)陳小莉市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

PECVD技術(shù)

陳小莉PECVD技術(shù)陳小莉第1頁(yè)什么是PECVD化學(xué)全名：PlasmaEnhanceChemicalVapourDeposition漢字解釋：等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積2PECVD技術(shù)陳小莉第2頁(yè)P(yáng)ECVD原理利用等離子體中含有大量高能量電子，它們能夠提供化學(xué)氣相沉積過(guò)程所需激活能。高能電子氣相分子碰撞能夠促進(jìn)氣體分子分解、化合、激發(fā)和電離過(guò)程，生成活性很高各種化學(xué)基團(tuán)，從而制備薄膜材料。3PECVD技術(shù)陳小莉第3頁(yè)P(yáng)ECVD原理等離子體：因?yàn)槲镔|(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，相互間碰撞就會(huì)使氣體分子產(chǎn)生電離，這么物質(zhì)就會(huì)變成自由運(yùn)動(dòng)并由相互作用正離子、電子和中性粒子組成混合物。通常被稱為物質(zhì)第四態(tài)。含有活潑化學(xué)反應(yīng)性，擁有大量中性基團(tuán)，類似于金屬導(dǎo)電性質(zhì)。4PECVD技術(shù)陳小莉第4頁(yè)P(yáng)ECVD原理等離子體形成：

氣體在一定條件下受到高能激發(fā)，發(fā)生電離，部分外層電子脫離原子核，形成電子、正離子和中性粒子混合組成一個(gè)形態(tài)，這種形態(tài)就稱為等離子態(tài)。5PECVD技術(shù)陳小莉第5頁(yè)P(yáng)ECVD特點(diǎn)PECVD一個(gè)基本特征是實(shí)現(xiàn)了薄膜沉積工藝低溫化（<450℃）。所以帶來(lái)好處：節(jié)約能源，降低成本提升產(chǎn)能降低了高溫造成硅片中少子壽命衰減6PECVD技術(shù)陳小莉第6頁(yè)P(yáng)ECVD作用1減反膜2鈍化7PECVD技術(shù)陳小莉第7頁(yè)P(yáng)ECVD減反射作用減反射膜原理：

膜外界面反射光與膜內(nèi)界面反射光疊加抵消,使反射光很微弱了,即幾乎全部光子進(jìn)入硅片。折射率匹配：n0*n2=n128PECVD技術(shù)陳小莉第8頁(yè)P(yáng)ECVD減反射作用空氣或玻璃

n0=1or1.5

EVAn=1.41Si折射率n2=3.87SiN減反膜最正確折射率n1為

1.97或2.349PECVD技術(shù)陳小莉第9頁(yè)P(yáng)ECVD鈍化作用在PECVD沉積氮化硅薄膜時(shí)，因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)生氣體中含氫，一部分氫會(huì)保留在氮化硅薄膜中。在高溫過(guò)程中，這部分氫會(huì)從氮化硅薄膜中釋放，擴(kuò)散到硅中，最終與懸掛鍵結(jié)合，大大降低了缺點(diǎn)能級(jí)，輕易實(shí)現(xiàn)材料價(jià)電子控制，起到鈍化作用。N－H峰和Si－H峰強(qiáng)度越大，氫含量越多，起到鈍化作用越強(qiáng)。因?yàn)闅溻g化作用，使硅片少子壽命提升，從而能夠提升硅電池質(zhì)量。10PECVD技術(shù)陳小莉第10頁(yè)11膜生長(zhǎng)速率影響原因（1）NH3與SiH4流量比原因生長(zhǎng)速率隨流量比增加而增加,這是因?yàn)楫?dāng)NH3流量增加時(shí),生長(zhǎng)出氮化硅中H含量增加,薄膜中Si-H鍵、N-H鍵含量增加,而使得氮化硅變得疏松,薄膜生長(zhǎng)速率加緊。PECVD技術(shù)陳小莉第11頁(yè)膜生長(zhǎng)速率影響原因（2）溫度原因氮化硅薄膜生長(zhǎng)速率隨溫度升高先升高然后下降。首先這是因?yàn)樵赑ECVD生長(zhǎng)氮化硅薄膜過(guò)程中,氣體等離子體在基片表面沉積和揮發(fā)兩種機(jī)制同時(shí)進(jìn)行,伴隨溫度升高,表面沉積量和揮發(fā)量都會(huì)升高;不過(guò)當(dāng)溫度升高到一定值后,揮發(fā)量與表面沉積量之間平衡被打破,揮發(fā)量大于表面沉積量,所以淀積到基片表面速率會(huì)下降。12PECVD技術(shù)陳小莉第12頁(yè)膜生長(zhǎng)速率影響原因（3）壓強(qiáng)和速度原因氮化硅薄膜生長(zhǎng)速率隨壓強(qiáng)升高而下降。壓強(qiáng)增大使膜變得致密，沉積速率減小。

速度增加膜厚會(huì)下降，折射率小幅上升。13PECVD技術(shù)陳小莉第13頁(yè)14PECVD種類PECVD種類：直接式—基片位于一個(gè)電極上，直接接觸等離子體（低頻放電10-500kHz或高頻13.56MHz）

間接式—基片不接觸激發(fā)電極（如2.45GHz微波激發(fā)等離子）PECVD技術(shù)陳小莉第14頁(yè)15PECVD種類

直接式PECVDPECVD技術(shù)陳小莉第15頁(yè)16PECVD種類PECVD技術(shù)陳小莉第16頁(yè)17PECVD種類間接式PECVDPECVD技術(shù)陳小莉第17頁(yè)18PECVD種類間接PECVD特點(diǎn)：在微波激發(fā)等離子設(shè)備里，等離子產(chǎn)生在反應(yīng)腔之外，然后由石英管導(dǎo)入反應(yīng)腔中。在這種設(shè)備里微波只激發(fā)NH3，而SiH4直接進(jìn)入反應(yīng)腔。