等离子体的特性 等离子体类型 辉光放电 弧光放电 (非平衡等离子体) (局域平衡等离子体) 频率 DC DC 13.56 MHZ(RF 3.56 MHZ(RF) 245GHz(微波) 功率 0~100kW 1~ 20 MW 等离子体密度 109~1012/cm3 1014/cm3 压力 I Pa0.15 atm 2 kPa l atm 电子温度 ~104K ~104K 原子温度 500K 104K
等离子体的特性 等离子体类型 辉光放电 弧光放电 （非平衡等离子体） （局域平衡等离子体） 频率 DC 13.56 MHz (RF) 2.45GHz （微波） DC 13.56 MHz (RF) 功率 0 ～100 kW 1～20 MW 等离子体密度 109～1012 /cm3 ～1014 /cm3 压力 1Pa～0.15 atm 2 kPa～ 1 atm 电子温度 ～104K ～104K 原子温度 ～500K ～104K
等离子体辅助化学气相沉积( PECVD) 在CVD过程中,利用等离子体对沉积过程施加 影响的技术被称为等离子体辅助化学气相沉积 技术 ■从此意乂上讲,一般的CVD技术依赖于相对较 高的温度,因而可被称为热CVD技术 在 PECVD装置中,气体的压力多处于易于维 持大面积等离子体的5~500Pa的范围,放电类 型属辉光放电,等离子体密度约109~1012个 /cm3,而电子温度约1~10eV
等离子体辅助化学气相沉积（PECVD) ◼ 在CVD过程中，利用等离子体对沉积过程施加 影响的技术被称为等离子体辅助化学气相沉积 技术 ◼ 从此意义上讲，一般的CVD技术依赖于相对较 高的温度，因而可被称为热CVD技术 ◼ 在PECVD装置中，气体的压力多处于易于维 持大面积等离子体的5500Pa的范围，放电类 型属辉光放电，等离子体密度约1091012个 /cm3 ，而电子温度约110eV
PECVD的主要优点 ■ PECVD方法区别于普通CVD方法的特点在于 等离子体中含有大量高能量的电子,它们可间 接地提供CVD过程所需要的激活能 电子与气相分子的碰撞可促进气体分子的分解 化合、激发和电离,生成活性很高的各种化 学基团,显著降低CVD薄膜沉积的温度 而普通CVD过程的进行依赖于反应的速率 那时,热能是使过程得以进行的激活能的来源
PECVD 的主要优点 ◼ PECVD方法区别于普通CVD方法的特点在于 等离子体中含有大量高能量的电子，它们可间 接地提供CVD过程所需要的激活能 ◼ 电子与气相分子的碰撞可促进气体分子的分解 、化合、激发和电离，生成活性很高的各种化 学基团，显著降低CVD薄膜沉积的温度 ◼ 而普通CVD过程的进行依赖于反应的速率 那时，热能是使过程得以进行的激活能的来源 RT E k k e + − + + = 0
PECVD的主要优点 薄膜低温沉积的意乂包括 ◆避免薄膜与衬底间发生不必要的扩散与反应 ◆避免薄膜或衬底材料的结构变化与性能恶化 ◆避免薄膜与衬底中出现较大的热应力等
PECVD 的主要优点 薄膜低温沉积的意义包括： ◆避免薄膜与衬底间发生不必要的扩散与反应 ◆避免薄膜或衬底材料的结构变化与性能恶化 ◆避免薄膜与衬底中出现较大的热应力等
热CVD和等离子体辅助CVD的 典型沉积温度范围 沉积温度(°C) 薄膜 CVD PECVD 硅外延薄膜 1000~1250 750 多晶硅 650 200~400 SiN 4 900 300 SiO2 800~1100 300 IC 900~1100 500 TIN 900~1100 500 WC 1000 325~525 在 PECVD温度下,若采用热CVD,则也许根本没有任何反应发生
热CVD和等离子体辅助CVD的 典型沉积温度范围 薄膜 沉积温度(C) CVD PECVD 硅外延薄膜 1000～1250 750 多晶硅 650 200～400 Si3N4 900 300 SiO2 800～1100 300 TiC 900～1100 500 TiN 900～1100 500 WC 1000 325～525 在PECVD温度下，若采用热CVD，则也许根本没有任何反应发生