低溫製程
200–400°C 沉積保護溫度敏感基板，並允許在金屬化後追加薄膜而不損壞金屬。
製程 · 薄膜沉積
PECVD — 電漿輔助化學氣相沉積
在 100–300mm 晶圓上以低溫電漿輔助化學氣相沉積製作 SiO₂、Si₃N₄、SiON 與非晶矽薄膜，折射率與應力可調。
200–400°C 沉積溫度
SiO₂ · SiNx · SiON · a-Si 薄膜材料
Tunable n & stress 折射率與應力
100mm–300mm 晶圓尺寸
概述
電漿輔助化學氣相沉積（PECVD）利用射頻電漿（通常為 13.56 MHz）在反應腔內激活並分解矽烷（SiH₄）、一氧化二氮（N₂O）與氨（NH₃）等前驅氣體，所產生的活性基團在加熱晶圓表面反應成膜，使沉積能在遠低於熱 CVD 的溫度下進行。
由於電漿提供活化能，PECVD 薄膜可在 200–400°C 沉積，而非 LPCVD 典型的 600–900°C。這讓溫度敏感基板以及已帶金屬化的晶圓也能進行鈍化與介電沉積，並可透過調整氣體比例與射頻功率來控制折射率與應力。
為何選擇 PECVD
折射率與應力可調
調整 SiH₄/NH₃ 比例與射頻功率可調 SiNx 折射率（約 1.85–2.10），並使應力在壓應力與張應力之間切換，適用於光學薄膜與翹曲控制。
良好的階梯覆蓋率
電漿輔助沉積對階梯、溝槽與中等深寬比結構的保形覆蓋優於物理氣相沉積，適用於鈍化與 TSV/TGV 絕緣。
高產能
沉積速率高於熱 LPCVD，讓鈍化與層間介電步驟在量產規模下保持成本效益。
可沉積的薄膜材料
PECVD 用於一組聚焦的介電與半導體薄膜，其成分、折射率與應力透過氣體化學與電漿條件調控。
| Film | Composition | Refractive index | Typical use |
|---|---|---|---|
| Silicon dioxide | SiO₂ | ≈ 1.46 | Interlayer dielectric, passivation, TSV/TGV isolation liner |
| Silicon nitride | Si₃N₄ / SiNx | 1.85–2.10 (tunable) | Passivation, moisture barrier, anti-reflective coating |
| Silicon oxynitride | SiON | tunable (SiO₂↔Si₃N₄) | Anti-reflective coating, graded-index layers |
| Amorphous silicon | a-Si:H | — | MEMS sacrificial layer, thin-film devices |
| Silicon carbide / DLC | SiC / DLC | — | Hard protective coatings |
製程能力
| 參數 | 規格 |
|---|---|
| Deposition temperature | 200–400°C |
| Film thickness | 50nm–10μm |
| Refractive index (SiNx) | 1.85–2.10 (tunable) |
| Film stress | Compressive to tensile (tunable) |
| Uniformity | < 3% (1σ) |
| RF frequency | 13.56 MHz (HF), optional LF mixing |
| Step coverage | Conformal on moderate aspect-ratio features |
| Substrates | 100mm–300mm wafers, fragments |
典型應用
鈍化與保護
PECVD Si₃N₄ 形成防潮與阻擋離子遷移的屏障，保護元件免受環境與可動離子污染。
層間介電層
低溫 SiO₂ 在導體層之間提供電氣隔離，且不超出金屬疊層的熱預算。
抗反射塗層
折射率調控的 SiON 與 Si₃N₄ 層降低基板反射與駐波，提升光微影線寬控制。
MEMS 犧牲層與結構層
非晶矽與低應力氮化物在 MEMS 釋放與懸臂流程中作為犧牲層與結構薄膜。
TSV / TGV 側壁絕緣
保形 PECVD SiO₂ 在阻障層與銅金屬化前，為矽穿孔與玻璃通孔提供側壁絕緣。
光學塗層與 DBR
交替的 SiO₂ 與 Si₃N₄ 四分之一波長層構成折射率差受控的分散式布拉格反射鏡及其他光學多層膜。
GINECHIP 的 PECVD 能力
GINECHIP 將 PECVD 作為整合沉積流程的一環，使沉積薄膜與前後的光刻、蝕刻、平坦化與鍵合製程保持相容——在單一製程環路內完成設計、沉積與驗證，而非跨多個供應商。
薄膜材料
SiO₂、SiNx（Si₃N₄）、SiON 與氫化非晶矽，另可選 SiC 與 DLC 作為堅硬保護塗層。
折射率與應力控制
透過氣體比例與雙頻射頻調控 SiNx 折射率與應力，並以光譜橢圓偏振與晶圓翹曲量測在監控晶圓上驗證。
量測與品質
每批均以橢圓偏振、反射量測、應力與均勻性量測支援，並符合 ISO 9001:2015 與 SEMI 標準。
整合與規模
從單晶圓工程驗證到試產，支援碎片與 100–300mm 晶圓，並以單一合格證書涵蓋整個製程流程。