等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是半导体制造中的一项基础技术，尤其是在集成电路（IC）中沉积薄膜。最常沉积的薄膜是二氧化硅 (SiO₂) 和氮化硅 (Si₃N₄)，它们在隔离导电层和形成电容器方面起着至关重要的作用。这些薄膜在相对较低的温度下沉积，使 PECVD 成为现代半导体器件的理想选择。该工艺利用真空环境和精确的温度控制，通常由以下设备提供支持 真空钎焊炉 用于热处理和表面清洁等辅助步骤。
要点说明：
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通过 PECVD 沉积的初级薄膜
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二氧化硅 (SiO₂):
- 在集成电路的导电材料之间起绝缘层的作用。
- 具有出色的介电性能和热稳定性。
- 在低温（通常为 200-400°C）下沉积，可防止损坏底层。
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氮化硅 (Si₃N₄):
- 用于钝化（防止芯片受潮和污染）。
- 由于其高密度和耐化学性，可形成电容器和蚀刻阻挡层。
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二氧化硅 (SiO₂):
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在集成电路制造中的作用
- 隔离:Si₂和 Si₃N₄ 薄膜可防止堆叠导电层（如金属互连器件）之间的电气干扰。
- 电容器的形成:Si₃N₄ 的高介电常数使得电容器结构紧凑、性能卓越。
- 低温优势:PECVD 能够在低于 500°C 的温度下沉积薄膜，这对温度敏感材料和后加工步骤至关重要。
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辅助设备和工艺
- 真空环境:确保沉积薄膜的纯度和均匀性。
- 辅助工具: 真空钎焊炉 用于晶片回火和表面清洁等相关工艺，是对 PECVD 功能的补充。
- 与其他熔炉的集成:管式炉和高温炉处理退火和氧化，而 PECVD 则侧重于低温沉积。
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集成电路以外的应用
- 微机电系统和纳米器件:PECVD 的精度可支持微电子机械系统和纳米材料。
- 柔性电子器件:低温沉积是聚合物等基底材料的关键。
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为什么选择这些材料？
- 氧化硅:丰富，易于沉积，与硅基集成电路兼容。
- 硅:优异的阻隔性能和机械强度。
通过了解这些层及其沉积，采购商可以更好地评估 PECVD 系统和半导体制造真空炉等辅助设备。薄膜的选择会如何影响最终产品的性能和成本？
汇总表：
| 薄膜 | 在集成电路中的主要作用 | 关键特性 | 沉积温度 |
|---|---|---|---|
| 二氧化硅 (SiO₂) | 导电材料之间的绝缘层 | 出色的介电性和热稳定性 | 200-400°C |
| 氮化硅 (Si₃N₄) | 钝化、电容器形成 | 高密度、耐化学腐蚀 | 200-400°C |
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