等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是一种多功能薄膜沉积技术，它将化学气相沉积与等离子体活化相结合，实现了低温加工。其配置通常包括一个平行板反应器，配有射频供电电极、气体输送系统，以及对功率、压力和温度等参数的精确控制。这种设置使 PECVD 能够在对温度敏感的基底上沉积均匀的薄膜，使其在从生物医学设备到汽车电子产品等各种应用中发挥重要作用。该技术于 20 世纪 60 年代被发现，为具有耐化学性和三维适形性等独特性能的先进材料涂层铺平了道路。
要点说明：
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核心反应堆设计
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采用平行板配置，包括
- 上电极（喷淋头）用于气体分配和射频等离子体生成
- 用于基底放置的加热下电极
- 用于真空系统的 160-205 毫米腔室端口
- 真空系统 喷淋头 喷淋头设计确保基底上均匀的气流和等离子体分布
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采用平行板配置，包括
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关键子系统
- 气体输送:配备质量流量控制器的 12 条气体管路，用于精确混合前驱体/试剂
- 等离子体生成:射频电源（通常为 13.56 MHz），用于产生活性物质
- 温度控制:双加热电极（上/下），工作温度低于 400°C
- 真空系统:保持 0.1-10 托工艺压力的高产能泵
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工艺参数优化
决定薄膜性能的关键可调变量- 射频功率 (50-500W):控制等离子体密度和自由基的形成
- 气体比率:影响化学计量（如氮化硅的 SiH₄/N₂）。
- 压力:影响平均自由路径和沉积均匀性
- 温度:应力/应力控制温度通常为 200-350°C
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特定应用配置
- 生物医学:用于敏感基底上聚合物薄膜的低功耗模式（<100W）
- 汽车:交替气体化学成分的多层堆叠
- 三维涂层:用于保形覆盖的旋转基底支架
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比较优势
- 工作温度比热 CVD 低约 50
- 比 PVD 方法实现更好的阶跃覆盖
- 可沉积独特的材料组合（如有机-无机混合物）
- 与在线集群工具兼容，实现多工艺集成
该系统的模块化设计允许通过参数调整软件和可互换气体管路进行定制，从而使 PECVD 适用于半导体、光学和保护涂层应用。它还能与其他沉积方法（如 PVD）相结合，进一步扩展了先进材料工程的加工能力。
汇总表：
| 组件 | 功能 |
|---|---|
| 平行板反应器 | 产生均匀的等离子场，实现一致沉积 |
| 射频供电电极 | 以 13.56 MHz 频率产生等离子体，用于控制自由基的形成 |
| 气体输送系统 | 通过配备质量流量控制器的 12 管路气体吊舱精确混合前驱体 |
| 加热下电极 | 保持基底温度（通常为 200-350°C） |
| 真空系统 | 保持工艺压力（0.1-10 托），实现最佳沉积条件 |
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