PECVD工艺原理及操作.ppt

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1、PECVD工艺原理及操作毛振乐2010.3.20目录基本原理工艺流程设备结构基本操作异常处理2基本原理PECVD：PlasmaEnhancedChemicalVapourDeposition等离子增强化学气相沉积等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部分外层电子脱离原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合物组成的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态。3直流溅射射频溅射磁控溅射离子束溅射真空蒸发溅射沉积离子镀物理气相沉积（PVD）电阻加热感应加热电子束加热激光加热直流二极型离子镀射频放电离子镀等离子体离子镀基本原理工作原理3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2↑利用低温

2、等离子体作能量源，利用一定方式使硅片升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在硅片表面形成固态薄膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的CVD过程得以在低温下实现。基本原理5其它方法的沉积温度：APCVD—常压CVD，700-1000℃LPCVD—低压CVD，750℃，0.1mbarPECVD—300-450

3、℃，0.1mbarPECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化（<450℃）。因此带来的好处：节省能源，降低成本提高产能减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减其他优点：沉积速率快成膜质量好缺点：设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高镀膜过程中产生的剧烈噪音、辐射、粉尘等对人体有害基本原理6PECVD种类:基本原理间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）7基本原理PECVD种类:直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10-500kHz或高频13.56MHz）8PECVD直接法间接法管式PECVD系统板式PECVD系统微波法直流法Centrotherm、

4、四十八所、七星华创日本岛津Roth&RauOTB基本原理PECVD的作用在硅片表面沉积一层氮化硅减反射膜，以增加入射在硅片上的光的透射，减少反射。氢原子搀杂在氮化硅中附加了氢的钝化作用。基本原理10王松工作原理__板PSiNA系统采用的是一种间接微波等离子体增强化学气相沉积的方法沉积硅太阳能电池的氮化硅（SiN）减反射膜。它具有非常好的薄膜均匀性，而且具有大规模生产的能力。在PECVD工序中，等离子体中的H（氢）对硅表面的钝化和在烧结工序中SiN中的氢原子向硅内扩散，使H（氢）钝化了硅表面和体内的晶界，悬挂键等缺陷，使它们不再起复合中心的作用，减少了少数载流子的复合，提高了少数载流子的

5、寿命，从而改善了硅片质量，提高了太阳能电池的效率。基本原理11工作原理__管PCentrothermPECVD系统是一组利用平行板镀膜舟和低频等离子激发器的系列发生器。在低压和升温的情况下，等离子发生器直接在装在镀膜板中间的介质中间发生反应。所用的活性气体为硅烷SiH4和氨气NH3。可以改变硅烷对氨的比率，来得到不同的折射率。在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产生，使得硅片的氢钝化性十分良好。基本原理121.processingstarted工艺开始2.filltubewithN2充氮3.loadingboat(paddleinupperposition)进舟（桨在高位）4.pa

6、ddlemovesdownwards桨降至低位5.moveout(paddleinlowerposition)桨在低位移出管外镀膜工艺流程13镀膜工艺流程6.evacuatetubeandpressuretest管内抽真空并作压力测试7.plasmaprecleanandcheckwithNH3通过高频电源用氨气预清理和检查8.purgecycle1清洗管路19.leaktest测漏10.waituntilallzonesareonmintemperature恒温14镀膜工艺流程11.ammoniaplasmapreclean通过高频电源用氨气清理12.deposition镀膜13.e

7、ndofdeposition结束镀膜14.evacuatetubeandpressuretest抽真空及测试压力15.purgecycle1清洗管路115镀膜工艺流程16.filltubewithN2充氮17.moveinpaddle–lowerposition桨在低位进入管内18.SLSmovingtoupperpositionSLS移到高位19.unloadingboat退舟20.endofprocess结束工艺16管式PECVD系统板式P