PECVD（プラズマ・エンハンスド・ケミカル・ベーパー・デポジション）におけるプラズマとは、従来のCVD（ケミカル・ベーパー・デポジション）プロセスよりも低温で薄膜の成膜を促進するために使用されるイオン化ガスのことである。
これは、熱エネルギーだけに頼るのではなく、プラズマのエネルギーを利用して成膜に必要な化学反応を促進することで達成される。
4つのポイント
1.プラズマの発生
PECVD装置では通常、13.56MHzのRFエネルギーまたは直流放電を用いてプラズマを発生させる。
このエネルギーはガス分子をイオン化し、電子、イオン、中性種が共存するプラズマ状態を作り出します。
イオン化プロセスでは、ガス分子と高エネルギー電子の衝突が起こり、電子はリアクター内の電極間の電界によって加速される。
2.成膜におけるプラズマの役割
PECVDでは、プラズマは前駆体ガスを活性化し解離させる役割を果たす。
この活性化により、成膜につながる化学反応に必要なエネルギーが供給される。
プラズマ中で形成されるラジカルやイオンなどの反応種は、元のガス分子よりも化学反応性が高い。
これらは低温で反応できるため、温度に敏感な基材に成膜する際に大きな利点となる。
3.プラズマを使用する利点
成膜温度の低下： PECVDはプラズマを使って反応を促進するため、200～400℃の温度で成膜が可能で、LPCVD（低圧化学気相成長法）に必要な425～900℃よりはるかに低い。
膜特性の向上： プラズマ中のエネルギー種がより効果的に目的の元素をフィルムに取り込むことができるため、プラズマの使用は優れた密度と純度のフィルムにつながります。
より優れた制御と均一性： PECVD装置は、シャワーヘッドのような機構によってプラズマの発生とガスの分布を正確に制御できるため、凹凸のある表面でも良好な均一性とステップカバレッジを達成できる。
4.用途と重要性
PECVDは、損傷や不要な化学反応を防ぐためにウェーハ温度を低く保つことが重要な半導体デバイスの製造において、特に重要である。
また、低温での成膜が可能なため、基板と成膜膜の熱応力が軽減され、密着性の向上とデバイス全体の性能向上につながります。
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