CVD工艺原理及设备介绍

描述
SiH4+NH3+N2 对Gate信号线进行保 护和绝缘的作用
SiH4+H2 在TFT器件中起到开关 作用
SiH4+PH3+H2 减小a-Si层与S/D信号 线的电阻
SiH4+NH3+N2 对S/D信号线进行保护
PECVD基本原理及功能
6. 绝缘膜、有源膜成膜机理
(1) SiNX绝缘膜：通过SiH4与NH3混合气体作为反应气体,
➢ 基础真空:500mTorr以下 ➢ 两个Loadlock Chamber公用一个Pump ➢ Loadlock Door是由两个气缸构成,完成两个方向的运动 ➢ 升降台:由导轨和丝杠构成,通过直流步进电机进行驱动
PECVD设备
2、 ACLS
ACLS(Automatic Cassette Load Station)是主要放置Cassette 的地方
(3) n+ a-Si
具有较高的电导率，较低的电导激活能，较高的参杂效率 ，形成微晶薄膜。
三、PECVD设备
PECVD设备
1. Loadlock Chamber
真空状态的设备内部与外面的大气压间进行转换的Chamber,通过 Cassette向Loadlock Ch.传送时,首先使用N2气使其由真空转变为 大气压,传送结束后,使用Dry泵使其由大气压转变为真空,而且对沉 积完成的热的Glass进行冷却,为减少P/T(Particle)的产生,在进行 抽真空/Vent时使用Slow方式
在Heat Ch.中对Glass进行Preheating处理后传送到 Process Chamber
➢ 基础真空:500mTorr以下 ➢ 温度控制:最大可加热到400℃ ➢ 由13个Shelf构成,并通过各Shelf对温度进行控制,Shelf电阻
14Ohms(12~16),Shelf内部为铜,在外表面镀Ni ➢ Body为不锈钢
注意事项： ● 要求有较高的本底真空； ● 防止交叉污染； ● 原料气体具有腐蚀性、可燃性、爆炸性、易燃 性和毒性，应采取必要的防护措施。
PECVD基本原理及功能
4. PECVD 参数
➢ RF Power :提供能量 ➢ 真空度(与压力相关) ➢ 气体的种类和混合比 ➢ 温度 ➢ Plasma的密度(通过Spacing来调节)
7. 几种膜的性能要求
(1) a-Si:H
低隙态密度、深能级杂质少、高迁移率、暗态电阻率高
(2) a-SiNx:H
i. 作 为 介 质 层 和 绝 缘 层 ， 介 电 常 数 适 中 ， 耐 压 能 力 强 ， 电 阻 率 高，固定电荷少，稳定性好，含富氮材料，针孔少，厚度均匀 ii.作为钝化层，密度较高，针孔少
Diffuser在玻璃表面上方均匀的散播工序气 体.Diffuser由铝构成
上升到process chamber盖的diffuser用陶 瓷固定架和RF绝缘体来隔离它和process chamber盖。(floating diffuser)
➢ 4个Cassette Stage:A,B,C,D(向外从左向右) ➢ 层流净化罩(Laminar Flow Hood):Class 10 ➢ 最大能力:24(目前20 Slot/Cassette) ➢ Light Curtain(红外线):防止设备自动进行时有人接近 Stage ➢ 设备状态指示器
一、PECVD在ARRAY中担当Leabharlann Baidu角色
ARRAY工艺构成
二、PECVD基本原理及功能
1. CVD的介绍
一种利用化学反应方式,将反应物(气体)生成固态的产物,并 沉积在基片表面的薄膜沉积技术. 如可生成: 导体: W(钨)等; 半导体:Poly-Si(多晶硅), 非晶硅等; 绝缘体(介电材质): SiO2, Si3N4等.
绿色:表示设备处于执行状态 白色:表示设备处于闲置状态 蓝色:表示设备处于等待状态 黄色:表示设备处于暂停或停止状态 红色:表示设备由于Alarm处于暂停或停止状态 ➢ Atm 机器手: ATM 机器手共有4个方向,即T,X,R,Z轴,其中X 轴是通过
T,R轴组合来完成的
PECVD设备
3、Heat Chamber
PECVD基本原理及功能
5.PECVD 所做各层膜概要
Layer Multi
PVX
名称 g-SiNx:H g-SiNx:L
a-Si:L a-Si:H n+ a-Si
p-SiNx
膜厚 3500±10%Å 500±10%Å 500±15%Å 1300±20%Å 500±20%Å
2500±10%Å
使用气体
四、PROCESS CHAMBER内备件
PROCESS CHAMBER内备件
1.Diffuser
Floating Diffuser
Diffuser 使工艺气体和 RF 能量均匀地扩散进入process chamber。微粒 , 和电弧击穿都指示出diffuser需要被更换。
PROCESS CHAMBER内备件
辉光放电生成等离子体在衬底上成膜。
(2) a-Si:H有源层膜：SiH4气体在反应室中通过辉光放电，经过一
系列初级、次级反应，生成包括离子、子活性团等较复杂的反 应产物，最终生成a-Si:H薄膜沉积在衬底上，其中直接参与薄 膜 生长的主要是一些中性产物SiHn（n为0～ 3）
PECVD基本原理及功能
PECVD设备
4、Process Chamber
Process Chamber控制了在一个玻璃上的化学气相沉积 过程的所有工序
PECVD设备
RPSC系统
➢ 在成膜过程中,不仅会沉积到Glass上而且会沉积到Chamber 的内壁,因此需对Chamber进行定期的Dry 清洗,否则会对沉积 进行污染 ➢ PECVD P/Chamber内部清洗使用Dry Cleaning方式,把从外 面形成的F- 通入Chamber内并通过F 与Chamber内的Film物质 反应使其由固体变成气体
2.PECVD的介绍
为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活 性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积 (PECVD).
PECVD基本原理及功能
3. PECVD制膜的优点及注意事项 优点：
● 均匀性和重复性好，可大面积成膜； ● 可在较低温度下成膜； ● 台阶覆盖优良； ● 薄膜成分和厚度易于控制； ● 适用范围广，设备简单，易于产业化