Plazmatická chemická depozice z plynné fáze

Plazmové chemické depozice z plynné ( anglicky plazmové chemické depozice z plynné , PECVD ;. a anglický plazmovou asistované depozice chemických par , PACVD nazývá) je speciální formou depozice z chemických par (CVD), ve kterém je nanášení pomocí plazmy je podporován. Plazma může hořet přímo vedle potaženého substrátu (metoda přímé plazmy) nebo v samostatné komoře (metoda vzdálené plazmy).

funkčnost

PECVD v akci: DC - plazma (fialová) se zlepšila v tomto laboratorním PECVD zařízení, růst uhlíkových nanotrubiček .

Zatímco v CVD dochází k disociaci (rozpadu) molekul reakčního plynu prostřednictvím vnějšího přívodu tepla a energie uvolněné následujícími chemickými reakcemi, tento úkol se provádí v PECVD urychlenými elektrony v plazmě. Kromě takto vytvořených radikálů se v plazmě vytvářejí také ionty, které společně s radikály způsobují ukládání vrstvy na substrátu. Teplota plynu v plazmě se obvykle zvyšuje pouze o několik stovek stupňů Celsia, což znamená, že na rozdíl od CVD lze pokrýt i materiály citlivější na teplotu.

U metody přímé plazmy se mezi povlečeným substrátem a protielektrodou aplikuje silné elektrické pole , které zapálí plazmu. U metody dálkové plazmy je plazma uspořádána tak, že nemá přímý kontakt se substrátem. Tím se dosáhne výhod s ohledem na selektivní excitaci jednotlivých složek směsi procesního plynu a sníží se možnost plazmatického poškození povrchu substrátu ionty. Nevýhodou může být ztráta radikálů na trase mezi vzdálenou plazmou a substrátem a možnost reakcí v plynné fázi, než molekuly reaktivního plynu dosáhnou povrchu substrátu.

Plazma mohou být také generována indukčně / kapacitně ozářením elektromagnetického střídavého pole, přičemž elektrody jsou zbytečné.

Příklady

Schéma deskového reaktoru PECVD

S PECVD lze ukládat amorfní křemík , nitrid křemíku , oxid křemičitý a oxid křemičitý-nitrid a mnohem více (např. Uhlíkové nanotrubičky ).

Vrstvy vyrobené z polovodičového materiálu křemíku jsou vyrobeny z monosilanu nebo chloridu křemičitého :

${\ displaystyle \ mathrm {SiH_ {4} \ longrightarrow Si + 2H_ {2}}}$

${\ displaystyle \ mathrm {SiCl_ {4} + 2H_ {2} \ longrightarrow Si + 4HCl}}$

Dielektrické vrstvy vyrobené z oxidu křemičitého mohou být vyrobeny z monosilanu a např. B. Oxid dusnatý lze vyrobit:

${\ displaystyle \ mathrm {SiH_ {4} + 4NO \ longrightarrow SiO_ {2} + 2H_ {2} O + 2N_ {2}}}$

Vrstvy nitridu křemíku používané k pasivaci lze vyrobit z monosilanu a dusíku :

${\ displaystyle \ mathrm {3SiH_ {4} + 2N_ {2} \ longrightarrow Si_ {3} N_ {4} + 6H_ {2}}}$

Vrstvy hliníku , který má funkci elektrického vodiče v spínacích prvcích , lze vyrobit z chloridu hlinitého a vodíku:

${\ displaystyle \ mathrm {2AlCl_ {3} + 3H_ {2} \ longrightarrow 2Al + 6HCl}}$

Viz také

• Plazmový povlak

literatura

• Eugen Unger: Výroba tenkých vrstev. Proces PECVD: depozice par v plazmě . In: Chemistry in Our Time . páska 25 , č. 3 , 1991, str. 148–158 , doi : 10,1002 / ciuz.19910250306 .