Sistema PECVD

El sistema PECVD és diferent del CVD convencional (deposició de vapor químic) perquè utilitza plasma per dipositar capes sobre una superfície a temperatures més baixes. Els processos CVD es basen en superfícies calentes per reflectir els productes químics sobre o al voltant del substrat, mentre que PECVD utilitza plasma per difondre capes a la superfície.
Hi ha diversos avantatges d'utilitzar recobriments PECVD. Un dels principals avantatges és la capacitat de dipositar capes a temperatures més baixes, la qual cosa redueix l'estrès sobre el material que s'està recobrint. Això permet un millor control sobre el procés de capa fina i les taxes de deposició. Els recobriments PECVD també ofereixen una excel·lent uniformitat de la pel·lícula, un processament a baixa temperatura i un alt rendiment.
Els sistemes PECVD s'utilitzen àmpliament a la indústria dels semiconductors per a diverses aplicacions. S'utilitzen en la deposició de pel·lícules primes per a dispositius microelectrònics, cèl·lules fotovoltaiques i panells de visualització. Els recobriments PECVD són especialment importants en la indústria de la microelectrònica, que inclou camps com la fabricació d'automoció, militar i industrial. Aquestes indústries utilitzen compostos dielèctrics, com el diòxid de silici i el nitrur de silici, per crear una barrera protectora contra la corrosió i la humitat.
L'equip PECVD és similar al que s'utilitza per als processos PVD (deposició física de vapor), amb una cambra, bombes de buit i un sistema de distribució de gas. Els sistemes híbrids que poden dur a terme processos PVD i PECVD ofereixen el millor dels dos mons. Els recobriments PECVD tendeixen a cobrir totes les superfícies de la cambra, a diferència del PVD, que és un procés de línia de visió. La utilització i manteniment dels equips PECVD variarà en funció de la taxa d'ús de cada procés.

Els sistemes PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) solen funcionar a pressions baixes, normalment en el rang de 0.1-10 Torr, i a temperatures relativament baixes, normalment en el rang de 200-500 grau. Això vol dir que PECVD funciona a buit elevat, ja que requereix un sistema de buit car per mantenir aquestes baixes pressions.
La baixa pressió en PECVD ajuda a reduir la dispersió i afavorir la uniformitat en el procés de deposició. També minimitza els danys al substrat i permet la deposició d'una àmplia gamma de materials.
Els sistemes PECVD consisteixen en una cambra de buit, un sistema de lliurament de gas, un generador de plasma i un suport de substrat. El sistema de lliurament de gas introdueix gasos precursors a la cambra de buit, on són activats pel plasma per formar una pel·lícula fina sobre el substrat.
El generador de plasma dels sistemes PECVD normalment utilitza una font d'alimentació de RF d'alta freqüència per crear una descàrrega brillant en el gas del procés. Aleshores, el plasma activa els gasos precursors, promovent reaccions químiques que condueixen a la formació d'una pel·lícula fina sobre el substrat.
PECVD funciona a buit elevat, normalment en el rang de 0.1-10 Torr, per garantir la uniformitat i minimitzar els danys al substrat durant el procés de deposició.

PECVD significa Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition. És una tècnica de deposició a baixa temperatura utilitzada a la indústria dels semiconductors per dipositar pel·lícules primes sobre substrats. Els materials que es poden dipositar mitjançant PECVD inclouen òxid de silici, diòxid de silici, nitrur de silici, carbur de silici, carboni semblant al diamant, polisilici i silici amorf.
El PECVD té lloc en un reactor CVD amb l'addició de plasma, que és un gas parcialment ionitzat amb un alt contingut d'electrons lliures. El plasma es genera aplicant energia de RF al gas del reactor. L'energia dels electrons lliures del plasma dissocia els gasos reactius, donant lloc a una reacció química que diposita una pel·lícula a la superfície del substrat.
El PECVD es pot realitzar a temperatures baixes, normalment entre 100 i 400 graus, perquè l'energia dels electrons lliures del plasma dissocia els gasos reactius. Aquest mètode de deposició a baixa temperatura és adequat per a dispositius sensibles a la temperatura.
Les pel·lícules dipositades per PECVD tenen diverses aplicacions en la indústria dels semiconductors. S'utilitzen com a capes d'aïllament entre capes conductores, per a la passivació superficial i l'encapsulació de dispositius. Les pel·lícules PECVD també es poden utilitzar com a encapsulants, capes de passivació, màscares dures i aïllants en una àmplia gamma de dispositius. A més, les pel·lícules PECVD s'utilitzen en recobriments òptics, sintonització de filtres de RF i com a capes de sacrifici en dispositius MEMS.
PECVD ofereix l'avantatge de lliurar pel·lícules estequiomètriques altament uniformes amb una tensió baixa. Les propietats de la pel·lícula, com ara l'estequiometria, l'índex de refracció i l'estrès, es poden ajustar en un ampli rang depenent de l'aplicació. Afegint altres gasos reactius, la gamma de propietats de la pel·lícula es pot ampliar, permetent la deposició de pel·lícules com el diòxid de silici fluorat (SiOF) i l'oxicarbur de silici (SiOC).
PECVD és un procés crític en la indústria dels semiconductors per dipositar pel·lícules primes amb un control precís del gruix, la composició química i les propietats. S'utilitza àmpliament per a la deposició de diòxid de silici i altres materials en dispositius sensibles a la temperatura.