5-7 应用等离子 CVD 的注意事项

由于等离子CVD的成膜温度远低于热CVD的成膜温度，因此得到的薄膜比热CVD产生的薄膜要光滑得多。例如，TiN膜的成膜温度对于热CVD约为1000℃，而对于等离子体CVD约为500～550℃。是因为。涂层表面的表面粗糙度受处理前表面状况的影响很大。

图 1 为 SKH51 调质处理后用不同粗糙度的砂纸（#150、#320、#1000）抛光，并在涂层前用金刚石（0.3 μm）镜面抛光后的表面粗糙度。粗糙度 (Rz JIS ) 。从该图中可以清楚地看出，所有涂层的表面粗糙度都取决于涂层前的表面粗糙度。特别是在涂装前的Rz JIS为0.5μm以上的情况下，可知涂装后的状态保持原样。换言之，如果规定了涂装产品的表面粗糙度，则在涂装前确保规定的表面粗糙度就足够了。但是，如果用金刚石进行镜面抛光或用细砂纸（#1000）进行抛光，涂层后的表面粗糙度会稍大一些。但是，由于这些涂层后的Rz JIS与PVD生产的TiN薄膜相当，可以说DC等离子CVD生产的薄膜非常光滑。

当通过等离子体CVD形成TiN时，由于使用四氯化钛(TiCl 4 )作为反应物，并且成膜温度低，因此膜中混入了未反应的氯(Cl)。膜中Cl的存在是未知的，但即使在成膜后进行真空加热时，它仍保持较高的温度，因此预计它将以未反应的TiCl 4的形式而不是以气体的形式结合到膜中.会做的。换言之，为了完全去除膜中的Cl，认为需要比热CVD的成膜温度(1000℃)高的高温。因此，如果不喜欢Cl污染的产品是要镀膜的产品，等离子CVD就不适合了，目前的情况是我们不得不依靠离子镀和热CVD。

可以看出，等离子CVD生成的TiN膜中Cl在膜厚方向的分布几乎均匀，几乎没有浓度梯度，如图2辉光放电发射光谱(GDS)结果所示。另外，该Cl含量根据成膜温度、成膜压力、反应气体量、基板电压等各种成膜条件而变化。例如，如图3所示，在其他成膜条件不变的情况下，成膜温度越低，膜中的Cl含量越高。由于这种膜中Cl的存在会导致生锈，因此与其他涂层产品相比，等离子体CVD涂层产品需要更加注意防锈。

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由于等离子体 CVD 成膜是由于气体反应，因此它比 PVD 灵活得多，但与热 CVD 相比，有一些需要特别注意的地方。很难均匀地覆盖毛孔和狭窄的缝隙。原因是等离子体CVD成膜需要使用等离子体以及气体之间的热平衡反应。如图4所示，作为一个例子，在有底孔的制品中，难以在孔中获得均匀的膜厚。即，可知细孔径越小，细孔的深度方向的膜厚越薄，在细孔中难以期待使用等离子体的效果。