PECVD

PECVD（等离子体 Enhanced Chemical Vapor Deposition）是指等离子体增强化学气相沉积法，是利用气体放电产生的等离子体作用使参与反应的低分子气态化合物电离、离解或激发，通过气相与界面化学反应后在衬底上沉积薄膜的制备方法。

PECVD通常在非平衡态等离子体中进行，主要作用机理是利用非平衡态等离子体中高的电子温度、低的重粒子温度和离子温度，以及高的粒子化学活性，通过等离子体中高能电子激发反应气体，增强反应物质的化学活性以促进化学反应。PECVD不仅可以实现在较低气体温度下的化学反应，还可以实现常规化学无法进行的反应，适合于沉积功能薄膜和化合物薄膜。

PECVD过程受到工作气体的流速、气压、放电功率、放电模式、衬底位置、温度、电极偏压等诸多因素的影响，拥有沉积温度低、对基体的结构和物理性质影响小、膜的厚度及成分均匀性好、膜层的附着力强等优点。PECVD技术已经广泛应用于材料工程领域，特别是在电子材料、光学材料、能源材料、机械材料等各种无机化合物材料，以及有机高分子材料等制备中显示出了其独特的优势和应用潜力。另外，太阳能电池片的镀膜就是采用化学气相沉积法来实现的，这也是制作太阳能电池片的一个重要环节。

详细信息

综述

PECVD：是借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD).

实验机理：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。

优点

基本温度低；沉积速率快；成膜质量好，针孔较少，不易龟裂。

缺点

1.设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高；

2.涂层过程中产生的剧烈噪音、强光辐射、有害气体、金属蒸汽粉尘等对人体有害；

3.对小孔孔径内表面难以涂层等；

4.沉积之后产生的尾气不易处理。

例子：在PECVD工艺中由于等离子体中高速运动的电子撞击到中性的反应气体分子，就会使中性反应气体分子变成碎片或处于激活的状态容易发生反应。衬底温度通常保持在350℃左右就可以得到良好的SiOx或SiNx薄膜，可以作为集成电路最后的钝化保护层，提高集成电路的可靠性。

几种装置

图（a）是一种最简单的电感耦合产生等离子体的PECVD装置，可以在实验室中使用。

图（b）它是一种平行板结构装置。衬底放在具有温控装置的下面平板上，压强通常保持在133Pa左右，射频电压加在上下平行板之间，于是在上下平板间就会出现电容耦合式的气体放电，并产生等离子体。

图（c）是一种扩散炉内放置若干平行板、由电容式放电产生等离子体的PECVD装置。它的设计主要为了配合工厂生产的需要，增加炉产量。

参考资料

等离子体增强化学气相沉积.中国大百科全书.2024-03-21

追逐阳光，造福祖国!他让太阳电池成为中国制造的优秀样本.科普中国网.2024-03-21

PECVD.sciencedirect.2024-03-21

太阳能电池硅片的等离子增强化学气相沉积法的制作方法.X技术.2024-03-21