钝化与保护
PECVD Si₃N₄ 形成防潮与阻挡可动离子的屏障，保护器件免受环境与污染影响。
PECVD 等离子增强化学气相沉积
以射频等离子体在 200–400°C 低温沉积 SiO₂、Si₃N₄、SiON 与非晶硅薄膜，折射率与应力可按需调节，兼容已金属化晶圆与温度敏感衬底。
服务介绍
PECVD（等离子体增强化学气相沉积）利用射频等离子体（典型 13.56 MHz）电离并解离硅烷（SiH₄）、一氧化二氮（N₂O）、氨气（NH₃）等前驱体，在加热的晶圆表面反应生成薄膜。由于激活能由等离子体提供，沉积温度可降至 200–400°C，远低于热驱动 LPCVD 的 600–900°C。
低温特性使 PECVD 适用于已金属化晶圆与温度敏感衬底，并可通过调节气体配比与射频功率来调控薄膜折射率与应力。可单独委托镀膜工序，也可与薄膜沉积、光刻、刻蚀等工序组合成完整流程。
- 低温沉积：200–400°C 工艺窗口，保护温度敏感衬底，允许在金属化之后再补镀介质膜；
- 折射率与应力可调：调节 SiH₄/NH₃ 配比与射频功率，SiNx 折射率约 1.85–2.10，应力可在压应力与张应力之间切换；
- 台阶覆盖好：相比 PVD，等离子体辅助沉积在台阶、沟槽与中等深宽比结构上更保形，适合钝化与 TSV/TGV 绝缘；
- 产能高：沉积速率高于热 LPCVD，钝化层与层间介质在量产规模下更具成本优势。
低温等离子体沉积 SiO₂、SiNx、SiON 与 a-Si 薄膜，折射率与应力可调
应用场景
层间介质
低温 SiO₂ 在不超出金属叠层热预算的前提下，提供导体层之间的电绝缘。
抗反射与光学膜
折射率可调的 SiON/Si₃N₄ 降低衬底反射率与驻波，改善光刻线宽控制。
MEMS 牺牲层与结构层
非晶硅与低应力氮化硅在 MEMS 释放与悬臂工艺中作牺牲层与结构膜。
TSV / TGV 侧壁绝缘
保形 PECVD SiO₂ 在硅通孔与玻璃通孔金属化前完成侧壁绝缘衬垫。
光学镀膜与 DBR
SiO₂/Si₃N₄ 四分之一波长交替层构建分布式布拉格反射镜等光学多层膜。
能力介绍
二氧化硅（SiO₂）
折射率约 1.46，用于层间介质、钝化层以及 TSV/TGV 侧壁绝缘衬垫。
氮化硅（Si₃N₄ / SiNx）
折射率 1.85–2.10 可调，用于钝化、防潮屏障与抗反射膜。
氮氧化硅（SiON）
折射率可在 SiO₂ 与 Si₃N₄ 之间连续调节，用于抗反射膜与渐变折射率层。
非晶硅（a-Si:H）
氢化非晶硅，用作 MEMS 牺牲层与薄膜器件中的半导体层。
碳化硅 / 类金刚石（SiC / DLC）
可选硬质保护涂层，用于需要耐磨、耐蚀表面的结构。
折射率与应力控制
气体配比与双频射频协同调节薄膜折射率与应力，监控片经椭偏与晶圆曲率验证。
典型沉积流程
前驱体导入与等离子体激发
SiH₄、N₂O、NH₃ 等前驱体进入腔室，射频电场离解生成活性自由基。
表面反应成膜
活性基团在加热晶圆表面吸附并反应，形成致密薄膜。
参数调控
按目标折射率与应力调节气体配比、射频功率与衬底温度。
量测与交付
椭偏仪、反射光谱、膜应力与均匀性检测随批交付。
气体配比与射频功率协同调控折射率与应力，数据随批记录
折射率与应力的工程化
通过调节 SiH₄/NH₃ 配比与射频功率，可在同一平台上获得从压应力到张应力的薄膜，并连续调整 SiNx 折射率。晶圆曲率法监控应力、椭偏仪监控膜厚与折射率，使钝化、光学与翘曲控制需求在同一工艺平台内实现。
参数规格
薄膜材料与折射率
| 薄膜 | 组成 | 折射率 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 二氧化硅 | SiO₂ | ≈ 1.46 | 层间介质、钝化、TSV/TGV 绝缘衬垫 |
| 氮化硅 | Si₃N₄ / SiNx | 1.85–2.10（可调） | 钝化、防潮屏障、抗反射膜 |
| 氮氧化硅 | SiON | 可调（SiO₂↔Si₃N₄） | 抗反射膜、渐变折射率层 |
| 非晶硅 | a-Si:H | — | MEMS 牺牲层、薄膜器件 |
| 碳化硅 / 类金刚石 | SiC / DLC | — | 硬质保护涂层 |
工艺能力
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 沉积温度 | 200–400°C |
| 膜厚范围 | 50nm – 10μm |
| 折射率（SiNx） | 1.85–2.10（可调） |
| 薄膜应力 | 压应力至张应力（可调） |
| 片内均匀性 | < 3%（1σ） |
| 射频频率 | 13.56 MHz（高频），可选低频混合 |
| 台阶覆盖 | 中等深宽比结构上保形 |
| 衬底 | 100mm–300mm 晶圆、碎片 |
工艺控制与量测
| 质量项目 | 目标 / 典型值 | 量测方法 |
|---|---|---|
| 膜厚与折射率 | 随批记录 | 光谱椭偏仪 / 反射光谱 |
| 薄膜应力 | 压 / 张应力可调并记录 | 晶圆曲率法 |
| 片内均匀性 | < 3%（1σ） | 多点膜厚 mapping |
| 台阶覆盖 | 中等深宽比结构保形 | 剖面 SEM |
| 颗粒控制 | 镀后抽检，异常批次隔离复测 | 表面颗粒扫描 |
设备与工艺装备
按薄膜体系与工艺温度窗口配置对应设备，仅列类别与用途，不涉及具体品牌：
| 设备类别 | 典型配置 | 用途 |
|---|---|---|
| PECVD 沉积设备 | 平行板电容耦合腔室 / 双频射频电源 | SiO₂、SiNx、SiON、a-Si 薄膜沉积 |
| 前驱体供给系统 | 硅烷 / 氨气 / 一氧化二氮等气路与质量流量控制 | 精确配比与折射率调控 |
| 温控载台 | 200–400°C 可控加热台 | 低温沉积与衬底温度稳定 |
| 薄膜量测设备 | 光谱椭偏仪 / 反射光谱仪 | 膜厚与折射率在线监控 |
| 应力与均匀性量测 | 晶圆曲率仪 / 多点膜厚 mapping | 应力与片内均匀性监控 |
| 表面检测 | 表面颗粒扫描仪 / 光学显微镜 | 镀后缺陷与颗粒检查 |
实际案例
已金属化晶圆的低温钝化补镀
已金属化的传感器晶圆需在金属层之后补镀防潮钝化层，采用 PECVD Si₃N₄ 于 300°C 以下沉积，避免金属层退化。
金属层未见热损伤，钝化层防潮性能经批次抽检确认。
抗反射膜折射率定制
为降低光学表面反射，按目标波长调整 SiON 折射率与膜厚，使光学厚度匹配四分之一波长条件。
反射率按设计曲线下降，膜厚与折射率经椭偏仪复核。
TSV 侧壁绝缘衬垫
为 TSV 项目在孔壁沉积保形 SiO₂ 绝缘层，衔接后续阻挡层与填铜工序。
侧壁覆盖经剖面确认，与后道填铜工序衔接顺畅。
常见问题
PECVD 与 LPCVD 该怎么选？
主要看热预算：PECVD 沉积温度 200–400°C，适合已金属化或温度敏感衬底；LPCVD 需 600–900°C，膜质更致密、产能更高，但要求器件能承受高温。工程师会按膜系与器件热预算给出推荐。
PECVD 能沉积哪些薄膜？
主要沉积 SiO₂、SiNx（Si₃N₄）、SiON 与氢化非晶硅（a-Si:H），并可选 SiC 与 DLC 硬质保护涂层，具体按项目评估。
折射率和应力真的可以调节吗？
可以。调节 SiH₄/NH₃ 配比与射频功率即可改变 SiNx 折射率（约 1.85–2.10），并让应力在压应力与张应力之间移动；折射率、膜厚与应力数据随批提供。
已经做过金属化的片子还能再镀吗？
可以。PECVD 200–400°C 的工艺温度低于多数金属叠层的热预算，是金属化之后补镀介质膜的常用方案。请告知已有膜层与金属种类，工程师会确认温度窗口。
起订量和交期是多少？
支持碎片到 100–300mm 晶圆，从单片工艺开发到小批量排产均可。具体交期按膜系、厚度与排产情况确认，批量订单可按月度框架排产。
膜厚和片内均匀性怎么样？
膜厚范围 50nm–10μm，片内均匀性优于 3%（1σ），以多点膜厚 mapping 验证。具体目标厚度与均匀性要求请在询价时说明，工程师按膜系与结构确认工艺窗口。
PECVD 能对 TSV / TGV 侧壁做绝缘吗？
可以。PECVD SiO₂ 保形性较好，可在 TSV/TGV 金属化前沉积侧壁绝缘衬垫，衔接后续阻挡层与填铜工序；侧壁覆盖经剖面确认，在中等深宽比结构上更保形。
能沉积抗反射膜或光学多层膜吗？
可以。SiON/Si₃N₄ 折射率可调，用于抗反射膜降低反射率与驻波；SiO₂/Si₃N₄ 四分之一波长交替层可构建分布式布拉格反射镜（DBR）等光学多层膜，按目标波长设计膜厚。
薄膜应力可控吗？会不会让片子翘曲？
可以调节。通过气体配比与双频射频协同，薄膜应力可在压应力与张应力之间切换，并用晶圆曲率法监控。合理的应力设计有助于控制翘曲，工程师会按您的结构目标调整。
对衬底有什么限制？碎片能镀吗？
支持 100mm–300mm 晶圆与碎片，低温工艺也兼容温度敏感衬底与已金属化晶圆。请提供衬底材质、尺寸与已有膜层信息，工程师确认温度窗口与载具方案。