等离子体增强化学气相沉积(PECVD)首先将反应气体引入装有平行电极的真空室。这些前驱气体通常与惰性气体混合,在电极之间流动,高频电场在此产生等离子体。这种等离子体由电离气体分子、自由电子和活性物质组成,与传统的化学气相沉积法相比,它能在较低的温度(室温至 350°C)下提供将气体分解成活性碎片所需的能量。 化学气相沉积 .然后,活性物质沉积到基底上,形成具有可控折射率和应力等特性的薄膜。整个过程在低压(<0.1 托)下进行,并对气流、温度和电气参数进行精确控制。
要点说明:
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气体引入和真空室设置
- 反应气体(如硅烷、氨气)和惰性气体通过受控入口进入真空室。
- 真空室包含平行电极,并保持低压(<0.1 托),以优化等离子体的形成。
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等离子体生成
- 在电极之间施加高频电场(射频或直流),产生电压冲击,使气体混合物电离。
- 等离子体由自由电子、离子和中性活性物质组成,可在较低温度(室温至 350°C)下提供活化能。
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前驱体活化
- 与依赖热能(600-800°C)的传统 CVD 不同,PECVD 利用等离子体将前驱体气体分解为活性碎片。
- 电子与中性物质的碰撞推动了离子化和碎片化,从而实现了在温度敏感基底上的沉积。
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薄膜沉积
- 活性物质迁移到基底表面,在那里发生化学键合,形成薄膜。
- 薄膜特性(折射率、应力等)可通过气体流量、压力和输入功率等工艺参数进行控制。
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系统控制和优势
- PECVD 系统包括气体流量、温度和放电(100-300 eV)的精确控制器。
- 与传统的 CVD 方法相比,低温操作可减少薄膜和基底上的热应力。
汇总表:
步骤 | 按键操作 | 温度范围 | 压力 |
---|---|---|---|
气体导入 | 反应气体和惰性气体通过受控入口进入真空室 | 室温至 350°C | <0.1 托 |
等离子体生成 | 高频电场电离气体,产生活性物质 | 室温至 350°C | <0.1 托 |
前驱体活化 | 等离子体将气体分解成碎片(与热 CVD 相比能量较低) | 室温至 350°C | <0.1 托 |
薄膜沉积 | 活性物质与基底结合,形成性能可控的薄膜 | 室温至 350°C | <0.1 托 |
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