PLASMA-UNTERSTÜTZTE CHEMISCHE GASPHASENABSCHEIDUNG

Die plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung (engl. Plasma enhanced CVD) ist ein Verfahren, das zum Auftragen dünner Filme verwendet wird, die von einem gasförmigen Zustand (Dampf) auf dem Trägermaterial zu einem festen Zustand übergehen. Die im Rahmen des Verfahrens ablaufenden chemischen Prozesse erfolgen nach der Produktion eines aus gasförmigen Reaktionspartnern bestehenden Plasmas. Das Plasma wird im Allgemeinen mit einem RF-Generator (AC) oder eine DC - Entladung zwischen zwei Elektroden erzeugt, zwischen denen der Raum mit dem gasförmigen Reaktionspartner gefüllt ist. Die Plasmabeschichtung wird häufig bei der Herstellung von Halbleitern verwendet, um einen Film auf Metallschichten oder andere temperaturempfindliche Strukturen enthaltende Oberflächen oder Plättchen aufzutragen. Die plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung zeichnet sich, im Vergleich zu anderen Verfahren, wie z. B. der Pulverisierung durch Ionenbeschuss, durch eine sehr schnell erfolgende Beschichtung aus, wobei die Qualität des aufgetragenen Films erhalten bleibt (Rauheit, Schäden / Leerstellen).
Für die Beschichtung mit Siliziumdioxid kann eine Kombination aus Vorläufersubstanzen des Siliziums, wie z. B. Dichlorsilan oder Silan und Vorläufersubstanzen des Sauerstoffs, wie z. B. Sauerstoff und Stickstoffmonoxid verwendet werden, die normalerweise mit einem Druck zwischen wenigen Militorr und ein Paar Torr aufgetragen werden.
Die Beschichtungen mit aus Silan und Ammoniak oder Stickstoff gewonnenem Siliziumnitrid werden häufig verwendet, man sollte aber in diesem Zusammenhang erwähnen, dass es mit dieser Technik nicht möglich ist, die Beschichtung mit einem reinen Nitrid durchzuführen. Die Plasmanitride enthalten immer eine große Menge Wasserstoff, der mit Silizium (Si-H) oder Stickstoff (Si-NH) verbunden sein kann; dieser Wasserstoff spielt für die Absorbierung von Infrarot- und UV-Strahlen, für die Stabilität, die mechanische Belastbarkeit und die elektrische Leitfähigkeit eine wichtige Rolle. Die Beschichtung mit Siliziumdioxid kann auch über Tetraetoxysilane (TEOS), einer Vorläufersubstanz des Siliziums in Verbindung mit Sauerstoff-Argon, erfolgen. Diese Filme können mit Kohlenstoff und Wasserstoff verschmutzt sein (Silanol) und können in der Luft instabil sein. Ein Druck von wenigen Torr und geringe Abstände zwischen den Elektroden sind zu empfehlen, um eine hohe Beschichtungsgeschwindigkeit und eine gute Stabilität des Films zu erreichen. Die Beschichtung mit einem Siliziumdioxid mit hoher Dichte unter Verwendung von Silan und Sauerstoff-Argon wurde viel benutzt um, dank eines intensiven Ionenbeschusses und dadurch bedingter Zerstäubung der die Schicht bildenden Moleküle, Filme mit geringem Wasserstoffgehalt und mit einer hohen Anpassungsfähigkeit auf komplexen Oberflächen herzustellen.