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Systeme de dépôt en phase vapeur activé par plasma (PECVD)
La déposition en phase vapeur activé par plasma (PECVD) est utilisée pour déposer sur des substrats des films minces de diélectriques. Les films peuvent faire partie intégrante d’un dispositif semi-conducteur ou peuvent être déposés comme couche masque pour protéger des certaines régions durant les étapes de fabrications ultérieures. Les films de PECVD sont utilisés dans pratiquement tous les dispositifs semi-conducteurs, notamment les lasers à diode, les dispositifs d’électronique quantiques et les structures de MEM.
Un système de PECVD mélange les gaz précurseurs dans une chambre à vide et excite le mélange avec un générateur de fréquences radio pour créer un plasma de gaz ionisés. Une différence de potentiel électrique entre le plasma et le substrat accélère les ions vers le substrat où ils réagissent pour former le film final. Le réglage de la pression dans la chambre à vide, de la puissance des fréquences radio, de la température du substrat et du débit des gaz permet à l’utilisateur d’ajuster le taux de croissance et certaines propriétés physiques du film, comme la densité et l’indice de réfraction.
Deux systèmes de PECVD sont utilisés dans les salles blanches du centre de nanofabrication de l’ISM : un Oxford PlasmaLab System 100 et un PlasmaTherm PlasmaLab System 70.
Le système Oxford est utilisé principalement pour déposer des films de nitrure de silicium et de silicium amorphe, bien que des films de dioxyde de silicium et d’oxynitrure de silicium soient également produits au besoin. Le silane (SiH4), l’oxyde nitreux (N2O) et l’ammoniac anhydre (NH3) sont utilisés comme gaz précurseurs pour la croissance. Le système est équipé d’un générateur de radio fréquences double fonctionnant à 14,56 MHz et ~1 kHz, ce qui permet le contrôle du stress résiduel de la couche (de -1 GPa à +300 MPa pour Si3N4). Le système est équipé d’un sas et est conçu pour traiter des plaquettes de silicium de 150 mm (6 pouces) mais sert habituellement pour des pièces plus petites qui sont insérées dans la chambre de dépôt sur une plaquette.
Le système PlasmaTherm est utilisé principalement pour déposer des films de dioxyde de silicium, avec le silane (SiH4) et d’oxyde nitreux (N2O) comme gaz précurseurs pour la croissance. Un ajustement du stress des films est possible en réglant les paramètres de croissance; un stress entre 0-300 MPa est courant pour le dioxyde de silicium. Le système est habituellement utilisé pour déposer des films jusqu’à quelques microns d’épaisseur sur des objets qui peuvent être aussi grands que 150 mm (6 pouces).
