發(fā)布時間：2021-01-24 04:51

　　基于等離子化學(xué)氣相淀積（PECVD,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）的薄膜淀積工藝目前已成為光電子器件芯片制造工藝中非常重要的工藝環(huán)節(jié),PECVD工藝相比傳統(tǒng)管式爐高溫氧化工藝具有生長溫度低、淀積速率快、占地面積小等顯著優(yōu)點,非常適合于承受溫度低的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體類芯片的工藝生產(chǎn),因此研究適合于批量化生產(chǎn)的PECVD工藝條件及工藝生產(chǎn)狀態(tài)控制方法是公司推進(jìn)光電子芯片類元器件產(chǎn)業(yè)化的迫切需要。本論文正是針對公司以2.5G雪崩光電二極管（APD,Avalanche Photo Diode）為代表的InGa As光電探測器芯片產(chǎn)業(yè)化需求,研究了光電探測器芯片生產(chǎn)過程中的PECVD淀積氮化硅薄膜工藝的影響因素,并針對量產(chǎn)要求進(jìn)行了相關(guān)工藝實驗,優(yōu)化并固化了工藝條件,進(jìn)而利用統(tǒng)計過程控制（SPC,Statistical Process Control）這一先進(jìn)質(zhì)量分析方法對PECVD工藝的長期運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了分析,充分驗證了優(yōu)化后工藝條件的穩(wěn)定性和重復(fù)性,并用于指導(dǎo)PECVD生產(chǎn)實際,最終滿足了公司InGa As光電探測器芯片300萬只的月產(chǎn)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

感應(yīng)式耦合原理示意圖

圖 2-2 薄膜成膜過程從圖中可以看出，原子必須在達(dá)到基片后將垂直平面上的動量發(fā)散，只有通過動量發(fā)散才能夠吸附于基片上。這些原子會在基片表面進(jìn)行一系列的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而有助于薄膜的形成。構(gòu)成薄膜的原子能夠在基片表面進(jìn)行各種擴(kuò)散運(yùn)動，也就是發(fā)生吸附原子的表面遷移。原子在進(jìn)行碰撞的過程中形成原子團(tuán)，這一過程被稱為是成核。原子團(tuán)在達(dá)到一定大小之后就能夠持續(xù)不斷的成長。在這一過程中小原子團(tuán)通過彼此聚合的形式最終形成較大的原子團(tuán)。通過原子團(tuán)的不斷持續(xù)成長最終形成了核島。不同的核島之間會存在縫隙，而通過原子的填補(bǔ)最終能夠形成整個薄膜。如果原子無法實現(xiàn)與基片的鍵合，則會導(dǎo)致自由原子的產(chǎn)生，將自由原子產(chǎn)生的過程稱為是原子的吸解。PVD 與 CVD 之間存在較大的差異和不同，具體表現(xiàn)為：前者主要是物理性的吸附和吸解反應(yīng)；后者是化學(xué)性的吸附與吸解反應(yīng)。PECVD 是借助微波或射頻等使原子氣體電離，通過這一作用在局部形成等離子體，等離子的主要特性是具備很強(qiáng)的化學(xué)活動，因此很容易就會發(fā)生相應(yīng)的反

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文其工作原理為：在真空壓力下，電極板之間施加相應(yīng)的射頻電場，少量由電子會通過碰撞被加速得到相應(yīng)的能量，使得電子和氣體分子發(fā)生激勵的碰最終形成二次電子等粒子，經(jīng)過反復(fù)的碰撞會導(dǎo)致大量電子和離子的出現(xiàn)。以上的反應(yīng)最終會形成等離子體（此過程被稱為電容耦合式的氣體放電），反應(yīng)物在極板表面吸附，并且具備很高的黏附系數(shù)。同時也能夠在基板表明易發(fā)生遷移，最終得到性能較好的薄膜。在碰撞作用下，吸附于基板表明的團(tuán)會進(jìn)行重新排列，和其他反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)得出新的鍵節(jié)，從而得到性能較薄膜，副產(chǎn)物從襯底上解吸，隨主氣流由真空泵抽走，生成 SiNx薄膜的主要?dú)怏w為 NH3和 SiH4。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]快速熱處理對PECVD氮化硅薄膜性能的影響[J]. 陳玉武,郝秋艷,劉彩池,王立建,孫海知,趙建國.  光電子.激光. 2008(10)
[2]氮化硅薄膜的快速熱處理在太陽電池中的應(yīng)用[J]. 李友杰,羅培青,黃建華,王景霄,周之斌,崔容強(qiáng).  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2008(01)
[3]氮化硅支撐層薄膜的PECVD法制備及性能研究[J]. 莫鏡輝,劉黎明,太云見,楊培志.  半導(dǎo)體光電. 2007(06)
[4]氨氣預(yù)氮化制備超薄氮化硅薄膜及電學(xué)性能[J]. 宋捷,王久敏,余林蔚,黃信凡,李偉,陳坤基.  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2007(04)
[5]高速沉積氮化硅薄膜對其化學(xué)鍵及性能的影響[J]. 謝振宇,龍春平,鄧朝勇,胡文成.  液晶與顯示. 2007(01)
[6]熱處理對氮化硅薄膜光學(xué)和電學(xué)性能的影響[J]. 龔燦鋒,席珍強(qiáng),王曉泉,楊德仁,闕端麟.  太陽能學(xué)報. 2006(03)
[7]交替頻率PECVD方法沉積低應(yīng)力氮化硅薄膜及其性質(zhì)研究[J]. 姜利軍,趙潤濤,陳翔,王旭洪,盛玫,徐立強(qiáng).  功能材料與器件學(xué)報. 1999(02)
[8]氮化硅薄膜的PECVD生長及其性能研究[J]. 于映,陳抗生.  真空電子技術(shù). 1996(02)
[9]PECVD SiN薄膜在室溫下電流傳導(dǎo)機(jī)制的研究[J]. 黃慶安,楊緒華,景俊海.  微電子學(xué)與計算機(jī). 1987(10)



本文編號：2996607