PECVD与LPCVD技术差异说明 - 图文

（a）成核：散佈在基板表面的氣體粒子，因失去部份動能而吸附於 晶片表面上，此種粒子稱之為吸附原子。經由吸附原子間的交互作 用，可能會在晶片表面上形成穩定的核團，或是回復成原來的氣相 狀態。薄膜的成長是否能順利的進行，取決於上述兩種狀態的反應 速率，若核團生成的速率大於回復成原來的氣相狀態，則薄膜將得 以順利生長。

（b）晶粒成長：當穩定的晶粒形成後，晶粒成長所需要的原子，就 不單單只局限於吸附原子，而可直接從氣相中傳送來的粒子，藉由 碰撞而成為晶粒的一部份。但是晶粒成長的初期，因晶粒的體積還 小，還是大多都依賴吸附原子為其主要成長來源。

（c）晶粒聚結：當原本為獨立個體的晶粒，因晶粒成長而使得體積 增加，以致於與附近的晶粒相接觸，此時相接觸的晶粒開始聚結，

形成更大的晶粒，一般而言晶粒的聚結就是較大的晶粒吸收較小的 晶粒以使其成長。不過，若相接觸的晶粒結構並不相同，則在聚結 時會同時做晶粒的再結晶，使得較大的晶粒的能態比原來兩個個別 且較小的晶粒還穩定，即整體自由能將因晶粒的聚結而快速的調降。 （d）縫隙填補：當晶粒持續地成長，晶粒間的間距亦隨之減小而形 成縫隙。這些縫隙可以說是基板表面未被吸附原子或晶粒所覆蓋的 區域。當縫細陸續地被填滿，則薄膜已在基板表面完整地形成。

（e）薄膜成長：當薄膜形成後，雖然薄膜的成長步驟與前述的步驟 類似，但薄膜的成長已不需依靠晶粒的生成來達成，吸附原子可直 接於薄膜表面進行吸附。

第二章、什麼是PECVD

電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)是CVD技術的一種,其沉積原理與一般CVD並無太大的差異,PECVD是利用電將中化學活性較高的離子來增強化學反應。

2.1 電漿形成的基本原理

電漿是由離子, 電子,分子所組成的部分接近中性化之離子化氣體。電漿的形成，是由於電子受電場的加速，不斷的加速使得電子的動能不斷地增加，直到電子撞到中性的氣體分子，此碰撞便有可能使氣體分子離子化，而產生另一電子，若第一個電子所得到的能量足以撞擊許多氣體分子，並使其各自激發出一個電子，而這些電子也能以同樣的形式產生出更多電子，此現象稱之為電子複製。當電子密度超過某一臨界值後，電漿便可生成。

2.2 電漿激發式化學氣相沉積

電漿激發式化學氣相沉積（Plasma EnhancedCVD，簡稱PECVD）是利用電場使電子加速，讓因電場加速使電子獲得高能量碰撞反應的氣體分子，使得氣體分

子活性化以達成化學反應。因此降低了反應時所需的溫度，所以電漿激發式化學氣相沉積法在化學氣相沉積法中已成為主要的沉積薄膜的工具之一。

電漿輔助化學氣相沈積（PECVD）系統使用電漿的輔助能量，使得沈積反應的溫度得以降低。通常會在二個電極板間外加一個射頻(radio frequency，縮寫RF)電壓，於是在二個電極之間的氣體會解離而產生電漿。此電漿態的氣體有助於發生化學反應，使膜易沉積於基板上。PECVD的沈積原理與一般的CVD之間並沒有太大的差異。電漿中的反應物是化學活性較高的離子或自由基，而且基板表面受到離子的撞擊也會使得化學活性提高。這兩項因素都可促進基板表面的化學反應速率，因此PECVD在較低的溫度即可沈積薄膜。