PECVD(等离子体增强化学气相沉积)中的前驱气体通常是活性气体,在等离子体的作用下被电离,形成激发态活性基团。然后,这些基团扩散到基底表面并发生化学反应,完成薄膜的生长。常见的前驱气体包括硅烷、氧气和其他可在金属、氧化物、氮化物和聚合物等基材上形成薄膜涂层的气体。
详细说明:
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前驱气体在 PECVD 中的作用:
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在 PECVD 中,前驱气体以气态被引入反应室。由射频(RF)、直流(DC)或微波放电产生的等离子体为这些气体通电。这一电离过程会形成包含离子、自由电子、自由基、激发原子和分子的等离子体。这些通电的物质对沉积过程至关重要,因为它们会与基底相互作用,从而沉积出薄膜。
- 前驱体气体类型:硅烷(SiH4):
- 常用于沉积硅基薄膜,如二氧化硅或氮化硅。氧气 (O2):
- 通常与其他气体结合使用以形成氧化物。氢气 (H2):
- 用于协助前驱体在较低温度下还原或分解。有机气体:
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用于沉积聚合物薄膜的气体包括碳氟化合物、碳氢化合物和硅酮。薄膜形成机制:
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与传统的 CVD 相比,等离子体可提高反应物的化学活性,使化学反应在更低的温度下进行。等离子体解离前驱气体,产生高活性物质,这些物质可与基底或相互之间发生反应,形成所需的薄膜。这种工艺即使在低温下也很有效,这对于对高热敏感的基底来说至关重要。
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PECVD 中低压的重要性:
- 大多数 PECVD 工艺都在低压下进行,通过增加等离子体的平均自由路径来稳定放电等离子体。这种低压环境可确保反应物有效到达基底表面,从而提高沉积薄膜的均匀性和质量。
- PECVD 技术的变化:射频-PECVD:
使用射频等离子体,可通过电容耦合(CCP)或电感耦合(ICP)产生。电感耦合通常能产生更高密度的等离子体,从而更有效地解离前驱体。
VHF-PECVD