(a)所示为一个平行板等离子增强的PECVD 反应炉。反应室是一个圆柱体,采用玻璃或铝材质制成,上、下放有铝板作为金属电极。衬底放在下电极之上,下电极板接地。在上电极板上施加射频电压(13.56MHz),从而实现在上、下两个电极板之间形成辉光放电。气体呈放射状流动,经过辉光放电区。利用机械泵或鲁兹泵将气体抽走接地电极板采用电阻加热或灯丝加热到100℃~400℃,这种结构的PECVD系统可以沉积二氧化硅(SiO,)、氮化硅(Si,N)、氮氧化硅(SiON)、磷硅玻璃(Phosphosilicate GlassPSG)等电介质和多品硅。这种结构的PECVD的缺点是腔室容量小、衬底装卸费时衬底表面容易受到污染。
图7-16(b)所示为一个热壁式PECVD系统结构示意图。衬底直立放置于石英炉管中与反应气体平行。加热电极采用石墨或铝板。在电极之间形成辉光放电,从而形成等离子体。这种反应炉的优点是容量大,沉积薄膜的温度低,但是缺点是衬底的装卸费时电极容易形成微粒,从而对所形成的薄膜产生微粒污染。


PECVD反应炉的两种结构
下图所示为另外一种结构的放射状气流平行电极PECVD系统。箭头代表气体流动的途径。电极间距为5~10cm,工作压力为0.1~5Torr,通过精确地控制等离子体密度和气流流速,这种结构的PECVD系统可以得到较为均匀的薄膜
|