Dieplasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (englischplasma-enhanced chemical vapour deposition, PECVD; auch engl.plasma-assisted chemical vapour deposition, PACVD, genannt) ist eine Sonderform derchemischen Gasphasenabscheidung (CVD), bei der die chemische Abscheidung durch einPlasma unterstützt wird. Das Plasma kann direkt beim zu beschichtendenSubstrat (Direktplasma-Methode) oder in einer getrennten Kammer (Remote-Plasma-Methode) brennen.

Während bei der CVD dieDissoziation (das Aufbrechen) derMoleküle des Reaktionsgases durch externe Zufuhr von Wärme sowie die freigewordene Energie der folgenden chemischen Reaktionen geschieht, übernehmen diese Aufgabe bei der PECVD beschleunigteElektronen im Plasma. Zusätzlich zu den auf diese Weise gebildetenRadikalen werden in einem Plasma auchIonen erzeugt, die zusammen mit den Radikalen die Schichtabscheidung auf dem Substrat bewirken. Die Gastemperatur im Plasma erhöht sich dabei in der Regel nur um wenige HundertGrad Celsius, wodurch im Gegensatz zur CVD auch temperaturempfindlichere Materialien beschichtet werden können.

Bei derDirektplasma-Methode wird zwischen dem zu beschichtenden Substrat und einer Gegenelektrode ein starkeselektrisches Feld angelegt, durch das ein Plasma gezündet wird. Bei derRemote-Plasma-Methode ist das Plasma so angeordnet, dass es keinen direkten Kontakt zum Substrat hat. Dadurch erzielt man Vorteile bzgl. selektiver Anregung von einzelnen Komponenten eines Prozessgasgemisches und verringert die Möglichkeit einer Plasmaschädigung der Substratoberfläche durch die Ionen. Nachteile sind evtl. der Verlust von Radikalen auf der Strecke zwischen Remote-Plasma und Substrat und die Möglichkeit von Gasphasenreaktionen, bevor die reaktiven Gasmoleküle die Substratoberfläche erreicht haben.

Die Plasmen können auch induktiv/kapazitiv durch Einstrahlung eines elektromagnetischen Wechselfeldes erzeugt werden, wodurch Elektroden überflüssig werden.

Mit PECVD lassen sichamorphes Silicium,Siliciumnitrid,Siliciumdioxid und Silicium-Oxid-Nitrid-Verbindungen und vieles mehr abscheiden (z. B.Kohlenstoffnanoröhren).

Schichten aus demHalbleitermaterialSilicium werden ausMonosilan oderSiliciumtetrachlorid hergestellt:

${\displaystyle \mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_4⟶\mathrm{S}\mathrm{i}+2{\mathrm{H}}_2}$

${\displaystyle \mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_4+2{\mathrm{H}}_2⟶\mathrm{S}\mathrm{i}+4\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}}$

Dielektrische Schichten ausSiliciumdioxid können aus Monosilan und z. B.Stickstoffmonoxid hergestellt werden:

${\displaystyle \mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_4+4\mathrm{N}\mathrm{O}⟶\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_2+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+2{\mathrm{N}}_2}$

Zur Passivierung benutzte Schichten ausSiliciumnitrid lassen sich aus Monosilan undStickstoff herstellen:

${\displaystyle 3\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_4+2{\mathrm{N}}_2⟶\mathrm{S}{\mathrm{i}}_3{\mathrm{N}}_4+6{\mathrm{H}}_2}$

Schichten ausAluminium, das in Schaltelementen die Funktion eineselektrischen Leiters hat, lassen sich ausAluminiumchlorid undWasserstoff herstellen:

${\displaystyle 2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_3+3{\mathrm{H}}_2⟶2\mathrm{A}\mathrm{l}+6\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}}$

• Plasmabeschichtung

• Eugen Unger:Die Erzeugung dünner Schichten. Das PECVD‐Verfahren: Gasphasenabscheidung in einem Plasma. In:Chemie in unserer Zeit.Band 25,Nr. 3, 1991,S. 148–158,doi:10.1002/ciuz.19910250306. 

• Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung
• Chemisch-technisches Verfahren