PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)管式爐借助等離子體活化反應氣體,在低溫下實現(xiàn)薄膜沉積,憑借高成膜質量與廣泛適用性,成為半導體、光伏等領域的關鍵設備。?
半導體行業(yè)中,在14nm芯片制程中,需制備30-50nm的氮化硅(SiN)隔離層,傳統(tǒng)熱CVD需800℃以上高溫,易導致晶圓摻雜擴散。PECVD管式爐在300-400℃下,通過射頻等離子體(13.56MHz)將氨氣與硅烷分解為活性基團,沉積的SiN薄膜應力可控制在500MPa以內,均勻性(wafer內偏差≤1%)滿足芯片層間絕緣需求。?
光伏領域,它助力高效電池量產。PERC電池背面的氧化鋁(Al?O?)鈍化層依賴PECVD管式爐制備,在550℃下,將三甲基鋁與氧氣通過等離子體活化,沉積的Al?O?膜厚度控制在5-8nm,表面復合速率降至100s?¹以下。該工藝使電池開路電壓提升20mV,轉換效率提高0.5%。鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層(如TiO?)也由其制備,低溫(150℃)沉積特性避免鈣鈦礦層熱分解。?
光學薄膜制備中,它能精準調控膜層性能。在紅外光學元件中,管式爐沉積的氟化鎂(MgF?)增透膜在3-5μm波段透過率達99%,且耐摩擦性能(鉛筆硬度3H)優(yōu)于蒸發(fā)鍍膜。制備多層濾光片時,通過交替沉積SiO?(高折射率)與SiN(低折射率)膜,可實現(xiàn)400-700nm波段的窄帶濾波(半帶寬≤10nm)。?
柔性電子領域,它突破低溫沉積瓶頸。聚酰亞胺基底上的石墨烯透明電極,需在150℃以下沉積保護層,管式爐通過等離子體增強反應,使氮化硼(BN)膜在120℃成膜,該工藝制備的柔性顯示屏觸控電極,彎折10萬次后導電性保持率超90%。?
與其他沉積設備相比,PECVD管式爐的優(yōu)勢在于:沉積溫度降低300-500℃,適合熱敏基底;膜層附著力(劃格測試5B級)與致密度(孔隙率≤0.5%)更優(yōu);管式結構支持批量生產(一次處理50-100片6英寸晶圓),單位面積成膜成本降低30%。這些特性使其成為低溫薄膜制備的理想設備,推動著新材料技術的產業(yè)化進程。?