PECVD 的原理与故障分析

否正常。 3.1.2辉光不稳 （1）电源电流不稳，测量电源供电是否稳定。 （2）真空室压力不稳定，检查腔体真空系统漏率是否正常，检查腔体进气量是否正常。 （3）电缆故障，检查电缆接触是否良好。 3.1.3成膜质量差 （1）样片表面清洁度差，检查样品表面是否清洁。 （2）工艺腔体清洁度差，清洗工艺腔体。 （3）样品温度异常，检查温控系统是否正常，校准测温热电偶。 （4）膜淀积过程中压力异常，检查腔体真空系统漏率。 （5）射频功率设置不合理，检查射频电源，调整设置功率。 3.1.4淀积速率低 （1）射频输入功率不合适，调整射频功率。 （2）样品温度异常，检查冷却水流量及温度是否正常。 （3）真空腔体压力低，调整工艺气体流量。 3.1.5反应腔体压力不稳定 （1）检查设备真空系统的波纹管是否有裂纹。 （2）检查气体流量计是否正常。 （3）手动检查蝶阀开关是否正常。 （4）真空泵异常，用真空计测量真空泵的抽速是否正常。 3.2影响工艺的因素 影响PECVD工艺质量的因素主要有以下几个方面： 3.2.1极板间距和反应室尺寸 PECVD腔体极板间距的选择要考虑两个因素： （1）起辉电压：间距的选择应使起辉电压尽量低，以降低等离子电位，减少对衬底的损伤。 （2）极板间距和腔体气压：极板间距较大时，对衬底的损伤较小，但间距不宜过大，否则会加重电场的边缘效应，影

响淀积的均匀性。反应腔体的尺寸可以增加生产率，但是也会对厚度的均匀性产生影响。 3.2.2射频电源的工作频率 射频PECVD通常采用50kHz~13.56MHz频段射频电源，频率高，等离子体中离子的轰击作用强，淀积的薄膜更加致密，但对衬底的损伤也比较大。高频淀积的薄膜，其均匀性明显好于低频，这时因为当射频电源频率较低时，靠近极板边缘的电场较弱，其淀积速度会低于极板中心区域，而频率高时则边缘和中心区域的差别会变小。 3.2.3射频功率 射频的功率越大离子的轰击能量就越大，有利于淀积膜质量的改善。因为功率的增加会增强气体中自由基的浓度，使淀积速率随功率直线上升，当功率增加到一定程度，反应气体完全电离，自由基达到饱和，淀积速率则趋于稳定。 3.2.4气压 形成等离子体时，气体压力过大，单位内的反应气体增加，因此速率增大，但同时气压过高，平均自由程减少，不利于淀积膜对台阶的覆盖。气压太低会影响薄膜的淀积机理，导致薄膜的致密度下降，容易形成针状态缺陷；气压过高时，等离子体的聚合反应明显增强，导致生长网络规则度下降，缺陷也会增加。 3.2.5衬底温度 衬底温度对薄膜质量的影响主要在于局域态密度、电子迁移率以及膜的光学性能，衬底温度的提高有利于薄膜表面悬挂键的补偿，使薄膜的缺陷密度下降。 衬底温度对淀积速率的影响小，但对薄膜的质量影响很大。温度越高，淀积膜的致

密性越大，高温增强了表面反应，改善了膜的成分。 4结束语

以上是对PECVD设备遇到问题的一些体会，PECVD工艺是一门复杂的工艺，要保证淀积薄膜的质量，除了要保证设备的稳定性外，还必须掌握和精通其工艺原理及影响薄膜质量的各种因素，以便在出现故障时，能迅速分析出导致故障的原因。另外，对设备的日常维护和保养也非常重要。 参考文献： [1]陈建国，程宇航，吴一平，等.射频-直流等离子体增强化学气相淀积设备的研制[J].真空与低温，1998，4(1)：30-34. [2]H.Nakaya，M.Nishida，YTakeda，etal.PolycrystallineSiliconSolarCells[Z].1192，345-356. [3]陈萌炯.RF-PECVD和DBD-PECVD制备a-Si：H薄膜的性能研究及其比较[D].浙江：浙江大学，2006. [4]刘国汉，丁毅，朱秀红，等.HW-MWECR-CVD法制备氢化微晶硅薄膜及其微结构研究[J].物理学报，2002，55(11)：6147-6150.曹健中国电子科技集团公司第十三研究所