以TDS分析PEALD制程中的超威量水残留量以实现高质量薄膜

2023/11/10   下载量： 0 次

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应用领域 电子/电气
检测样本 其他
检测项目 化学性质>元素分析
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PEALD制程中超威量水的残留量对薄膜特性极为重要。它影响薄膜结构、质量、化学反应速率和最终性能。调整水的残留量通常使用气体流量、温度和压力等参数，但超威量水分难以检测(ppb~ppt)。因此，TDS热脱附分析方法对于检测H2O水份至关重要，提供ppb~ppt级别的检测极限，帮助制程工程师实现薄膜控制和质量要求。

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以TDS分析PEALD制程中的超威量水残留量以实现高质量薄膜
 
PEALD（Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition）电浆辅助原子层沉积制程中超威量水的残留量可以对最终薄膜的特性产生重要的影响。水的残留量多寡可能会影响以下几个方面:
 

薄膜结构
水分子的残留量可以影响薄膜的结构和成分。如果水的残留量较高，它可能与前驱体气体产生反应，导致薄膜中含有氧或氢等杂质。这可能会改变薄膜的结晶性、密度和化学成分。

薄膜质量
过多的水残留可能会导致薄膜的质量下降。水分子可以引入缺陷或不均匀性，这可能会影响薄膜的性能，特别是在微电子和光学应用中。

化学反应速率
水的存在可以影响反应速率。在某些情况下，水可能会促使前驱体气体更快地分解或反应，这可能会影响制程的控制性。在PEALD中，精确的反应速率控制非常重要，以实现均匀的原子层沉积。

薄膜的性能
水的残留量也可以影响薄膜的最终性能。一些应用可能需要极低的水含量，以确保薄膜具有所需的电子、光学或机械性能。
 

通常会使用气体流量、温度、压力等参数来调整水的残留量，以实现所需的制程控制和薄膜质量。然而超威量的水分是十分难检测的，因此，以TDS热脱附质谱仪分析薄膜中的H2O水份，是非常重要的分析方法。
 
下图为PEALD不同制程温度(50、100、200、500℃)生成的SiO2薄膜，样品在TDS中加热脱附出H2O，不同制程的样品H2O显著在350℃下达到峰值，其中在500℃制程条件中有最少量的H2O脱附。
 
▲以TDS分析PEALD制备之二氧化硅薄膜所含水气含量.png▲红外线加热式热脱附质谱仪 TDS1200Ⅱ.png
▲以TDS分析PEALD制备之二氧化硅薄膜所含水气含量▲红外线加热式热脱附质谱仪 TDS1200Ⅱ

PEALD制程中水的残留量是一个需要仔细控制的关键参数，这需要制程工程师考虑到所需的薄膜特性以及前驱体的选择。透过热脱附质谱仪TDS分析水的残留量多寡，侦测极限达到ppb~ppt level，是量测超威量水分的最佳工具，提供制程工程师进行细致调整的重要信息，以满足制程的要求。

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