等离子体增强化学气相沉积设备：芯片制造的 “低温卫士”-品牌资讯-厦门毅睿科技有限公司-厦门毅睿科技有限公司

等离子体增强化学气相沉积设备：芯片制造的 “低温卫士”

在半导体芯片制造的复杂工艺中，等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备宛如一位 “低温卫士”，发挥着不可或缺的重要作用。特别是在 28nm 以下制程中，随着芯片晶体管密度的不断提升，电容效应带来的挑战日益严峻，而 PECVD 设备通过独特的技术优势，为解决这一难题提供了关键方案。

PECVD 设备主要利用等离子体激活反应气体，从而实现薄膜沉积工艺的低温化，其沉积温度通常可控制在 300℃以下，相较于传统的热化学气相沉积（CVD）工艺，温度降低了约 40% 。这一显著的低温优势具有多重重要意义。一方面，能够有效避免高温对脆弱晶体管结构造成的损伤，确保芯片的性能和可靠性。在先进制程中，晶体管尺寸微小，高温可能导致晶体管的阈值电压漂移、载流子迁移率下降等问题，而 PECVD 设备的低温工艺则为晶体管的稳定运行提供了保障。另一方面，低温沉积有助于节省能源，降低生产成本，同时提高生产效率，减少因高温导致的硅片中少子寿命衰减，因而在 PERC、TOPCON、HJT 等多种电池片工艺中得到广泛应用。

在芯片制造中，低 k 介质薄膜的制备是一项关键任务，而 PECVD 设备正是这一领域的 “主力军”。随着芯片制程不断向更小尺寸迈进，晶体管之间的电容效应愈发显著，低 k 介质薄膜能够有效降低电容，减少信号传输延迟，提高芯片的运行速度。PECVD 设备通过精确调整射频功率（一般在 100 - 500W ）和反应气压（1 - 10Pa ）等关键参数，能够将薄膜孔隙率精准控制在 25% - 35% ，使介电常数降至 2.2 以下，这相当于在晶体管之间构建了一层高效的 “空气隔离带”，极大地提升了信号传输速度，可使信号传输速度提升 20% 。在 7nm 及以下逻辑芯片中，这种技术已成为支撑芯片每秒万亿次运算的关键因素之一。例如，在智能手机处理器等高性能芯片中，PECVD 制备的低 k 介质薄膜确保了芯片能够在高频率下稳定运行，为用户带来流畅的使用体验。

曾几何时，薄膜沉积设备市场长期被美日企业所垄断，但近年来，随着国内半导体产业的蓬勃发展，国产厂商逐渐崭露头角，打破了这一局面。2023 年，国产厂商在薄膜沉积设备市场的份额提升至 15% ，在 28nm 及以上成熟制程领域取得了显著突破。拓荆科技的 PECVD 设备在技术参数上已达到国际一流水平，其薄膜厚度均匀性≤1.5% ，颗粒污染控制＜5 个 / 晶圆（200mm），已成功进入台积电、中芯国际等行业巨头的供应链体系。这不仅体现了国产设备的技术实力，也为国内半导体产业的自主可控发展奠定了坚实基础。

当前，国产薄膜沉积设备的研发重点聚焦于第三代半导体领域。碳化硅衬底的高温沉积需求（通常在 1500℃左右）对设备提出了极高的挑战。北方华创积极投入研发，其立式外延炉在碳化硅衬底沉积方面取得了重要进展，实现了生长速率 10μm/h 以上，缺陷密度＜10^4/cm² 的优异性能，有力地推动了国内功率半导体厂商突破 “卡脖子” 瓶颈。与进口设备相比，国产设备在政策扶持和产业链协同发展的背景下，展现出了显著的性价比优势，相同性能的设备价格仅为进口产品的 60% - 70% ，这使得国内企业在市场竞争中更具优势，能够以更低的成本获取先进的生产设备，加速产业的发展。

等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备在芯片制造中扮演着关键角色，尤其是在应对先进制程中的技术挑战方面表现卓越。随着国产厂商技术的不断进步和市场份额的逐步扩大，以及在第三代半导体领域的深入探索，PECVD 设备将继续为半导体产业的发展注入强大动力，推动行业迈向更高水平。