Индуктивно-связанная плазма в CVD-процессах: принципы и технологии PECVD ICP
Химическое осаждение из газовой фазы, стимулированное индуктивно связанной плазмой (англ. Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition, ICP CVD). Этот способ нанесения покрытий можно считать частным случаем плазмохимического метода осаждения из газовой фазы (англ. Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PE CVD). Отличительной особенностью является возможность создавать плотную плазму и работать при пониженном давлении. Это позволяет снизить температуру подложки вплоть до комнатной. Также метод помогает минимизировать внутренние напряжения осаждаемых пленок.
Технология применяется для пассивации изделий микроэлектроники при низких температурах и в отсутствии повреждений, для нанесения алмазоподобных покрытий, создания пленок из кремния и различных его соединений (оксидов, карбидов, нитридов, …), производства изделий в области фотоники, солнечной энергетики и др.
Оглавление
Физические основы процесса
Как и при использовании технологий PE CVD, в этом методе создается плазма, в которой реагирующие вещества разлагаются на радикалы и ионы, а затем образуют требуемое покрытие на поверхности подложке. Отличительной особенностью является источник плазмы – разряд в высокочастотном магнитном поле. Для создания плазмы используется расположенный снаружи вакуумной камеры индуктор, представляющий собой катушку, по которой протекает переменный ток высокой частоты. Катушка генерирует магнитное поле внутри камеры, которое, в свою очередь, создает разряд.
Ключевые аспекты технологии
- Частота индуктора может варьироваться от 10 кГц до десятков МГц.
- В индуктивном разряде степень ионизации может быть на несколько порядков больше, чем в емкостном. Это позволяет сформировать плотную плазму и создать поток ионов на подложку. Плотность плазмы зависит от мощности индуктора.
- Индуктивный разряд может поддерживаться при достаточно низких давлениях, от 10⁻³ до 10⁻² Торр. Подобрав оптимальные значения давления и температуры подложки, можно минимизировать внутренние напряжения осаждаемых пленок.
- Энергия ионов в индуктивном разряде не достигает больших значений, что исключает бомбардировку подложки ионами с высокой энергией и уменьшает количество дефектов.
- По сравнению с емкостно-связанной плазмой, индукционный разряд не имеет электродов внутри камеры, что минимизирует присутствие конструктивных элементов в реакторной зоне и делает процесс наиболее чистым.
- Очистка камеры может быть проведена при помощи того же индукционного разряда, без проведения дополнительных операций.
Виды индукторов
В системах IPC CVD среди источников высокочастотного магнитного поля применяются индукторы в виде катушки и плоские индукторы.
- Индукторы в виде катушки располагают вокруг стенок вакуумной камеры. Камера обычно выполнена из кварцевого стекала или другого непроводящего материала. В такой системе создается аксиальное магнитное поле.
- Плоские индукторы располагают снаружи вакуумной камеры параллельно подложке. В такой конфигурации внутри создаётся круговое магнитное поле, генерирующее плазму. При этом плотность плазмы распределена более равномерно, тем самым позволяя получать более однородные покрытия.
От лаборатории до производства — полный спектр решений от «АкадемВак»
Компания «АкадемВак» расположена в сердце Сибири, в Новосибирском Академгородке. Мы разрабатываем, производим и поставляем современные установки травления и осаждения, которые подходят для решения широкого круга задач - от научных исследований до серийного производства.
Широкий модельный ряд и разнообразная компоновка позволяют подобрать решение, максимально адаптированное под задачу клиента.
- Установки реактивного ионного травления ACADEMVAC—RIE для проведения процессов плазмохимического травления в плазме емкостного разряда.
- Установки низкотемпературного плазмохимического осаждения с индуктивно-связанной плазмой ACADEMVAC-ICPCVD для проведения процесса осаждения из газовой фазы, стимулированного индуктивно связанной плазмой (ICP CVD).
- Установки плазмохимического осаждения с ёмкостно-связанной плазмой ACADEMVAC-PECVD для проведения процессов химического осаждения из газовой фазы, стимулированного ёмкостно-связанной плазмой (PE CVD CCP).
Помимо установок травления и осаждения, компания "«АкадемВак» разрабатывает и производит установки вакуумного напыления, термовакуумных испытаний (ТВИ), вакуумные печи, а также узлы и комплектующие: вакуумные камеры, криогенные экраны, технологические источники, системы питания и управления.
Специалисты компании готовы оказать экспертную помощь в выборе оптимального технологического решения под ваши задачи. Напишите нам о Вашей задаче или ознакомьтесь с нашим каталогом.
Другие методы осаждения из газовой фазы:
