プラズマ・エンハンスト・ケミカル・ベーパー・デポジション（PECVD）は、プラズマエネルギーを利用して反応種と基板間の化学反応を促進することにより、低温で薄膜を堆積させるプロセスである。この方法は、望ましい膜特性を達成しながら、ウェーハ温度を低く維持する必要がある場合に特に有用です。
PECVDの仕組みの概要
PECVDでは、高周波（RF）エネルギーを使用して、リアクター内の前駆体混合ガスからプラズマを発生させます。このプラズマは、衝突によって反応性のエネルギー種を生成し、基板表面に拡散して材料層を形成する。従来のCVDに対するPECVDの主な利点は、低圧化学気相成長法（LPCVD）の425～900℃に比べ、通常200～400℃と大幅に低い温度で作動できることである。
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詳しい説明プラズマの発生
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PECVDでは、13.56 MHzのRFエネルギーを使用して、2つの平行電極間でグロー放電（プラズマ）を開始・維持します。このプラズマは、リアクターに導入された前駆体ガス混合物から形成される。RFエネルギーはガス分子をイオン化し、高エネルギーの電子とイオンを高濃度に含むプラズマを形成する。
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反応種の形成：
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プラズマ中の高エネルギー電子がガス分子と衝突し、ラジカルやイオンなどの反応種が形成される。これらの反応種はエネルギー状態が高いため、元のガス分子よりも化学反応性が高い。
- 成膜：
- 反応種はプラズマシース（プラズマ電位が基板電位まで低下した基板近傍の領域）を拡散し、基板表面に吸着する。表面で化学反応が起こり、薄膜が形成される。このプロセスは、プラズマがこれらの反応に必要な活性化エネルギーを提供するため、従来のCVDよりもはるかに低い温度で行うことができる。PECVDの利点
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低温蒸着：
- PECVDでは、温度に敏感な基板へのダメージを防ぐのに十分な低温での成膜が可能です。これは、プラスチックや有機材料などの基板が使用される多くの最新半導体アプリケーションにとって極めて重要です。フィルムと基板間の良好な接合：
- PECVDの成膜温度が低いため、フィルムと基板間の不要な拡散や化学反応が最小限に抑えられ、密着性が向上し、界面でのストレスが少なくなります。PECVDにおける微視的プロセス：
ガス分子と電子衝突：
PECVDで反応種を生成する主なメカニズムは、プラズマからの高エネルギー電子とガス分子の衝突です。これらの衝突により、様々な活性基やイオンが形成される。
