Plasma-enhanced chemical vapor deposition
Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of kortweg PECVD is de aanduiding van het proces, waarmee met behulp van een plasma een dunne laag op een substraat of basismateriaal wordt aangebracht bij relatief lagere temperatuur.
Inhoud |
[bewerken] Algemeen
Dit proces wordt vaak toegepast bij de chip productie en halfgeleiders, waarbij een dunne laag siliciumoxide (isolatielaag) of siliciumnitride (beschermlaag) wordt aangebracht. In analogie kan ook een metaallaag worden aangebracht (zie sputteren). Bij PECVD wordt het substraat in een plasma gebracht en hierin bewerkt door bepaalde toegevoerde gassen.
[bewerken] Proces
Allereerst wordt er een substraat in een proceskamer gebracht. Deze heeft een temperatuur van rond de 200 °C. Dan wordt er een laag vacuüm (rond de 0.1 mbar) gecreëerd in de proceskamer. Vervolgens wordt er een mengsel van specifieke gassen, afhankelijk van de aan te brengen laag, in de proceskamer toegelaten, terwijl gelijktijdig een plasma wordt gecreëerd.
Door dit plasma vinden er twee reacties in de proceskamer plaats:
- de toegevoerde gassen gaan door de ontlading in het plasma chemisch reageren, waarbij (een deel van) deze stoffen aan kan groeien op het substraat;
- door de in het plasma gecreëerde ionen ontstaat een ionen bombardement, waardoor de ontstane gassen en stoffen op het substraat worden geslagen en hier aan kunnen groeien.
Overtollige gassen worden afgevoerd door de vacuüminstallatie.
[bewerken] Reiniging
Naast het aangroeien van materialen op het substraat zal dit ook gebeuren in de proceskamer. Hierdoor treedt vervuiling op, waarbij deze als vervuiling kan optreden tijdens het proces (neerslaan van fijne stofdeeltjes). Hoe beter het depositieproces wordt beperkt tot het substraatoppervlak, hoe minder vervuiling er in de rest van de kamer optreedt. De proceskamer wordt meestal gereinigd door een proces met etsgassen uit te voeren, hierdoor worden de depositiematerialen die in de proceskamer achtergebleven zijn, verwijderd. De machine wordt dan gebruikt als plasma-etsmachine.
[bewerken] Proceskamer
De installatie bestaat uit een proceskamer, frequentiegenerator (microwave) en vacuüminstallatie. De proceskamer bestaat uit twee elektrodes, waarvan de ene vaak door een frequentiegenerator wordt aangestuurd. Een van beide fungeert vrijwel altijd als substraathouder. In single wafer machines wordt gewerkt met een kleine ruimte tussen deze elektrodes (lokale depositie), bij een batchmachine zal er meer ruimte tussen de elektrodes zitten.
