SiC-Substrat für die CVD-Filmbeschichtung
Chemische Gasphasenabscheidung
Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) von Oxiden ist ein linearer Wachstumsprozess, bei dem ein Vorläufergas in einem Reaktor einen dünnen Film auf einem Wafer abscheidet. Der Wachstumsprozess findet bei niedrigen Temperaturen statt und weist im Vergleich dazu eine viel höhere Wachstumsrate aufthermisches Oxid. Außerdem entstehen viel dünnere Siliziumdioxidschichten, da der Film abgeschieden und nicht gewachsen wird. Durch diesen Prozess entsteht ein Film mit einem hohen elektrischen Widerstand, der sich neben vielen anderen Anwendungen hervorragend für den Einsatz in ICs und MEMS-Geräten eignet.
Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) von Oxiden wird durchgeführt, wenn eine äußere Schicht erforderlich ist, das Siliziumsubstrat jedoch möglicherweise nicht oxidiert werden kann.
Wachstum der chemischen Gasphasenabscheidung:
Beim CVD-Wachstum wird ein Gas oder Dampf (Vorläufer) in einen Niedertemperaturreaktor eingeleitet, in dem Wafer entweder vertikal oder horizontal angeordnet sind. Das Gas bewegt sich durch das System und verteilt sich gleichmäßig auf der Oberfläche der Wafer. Während sich diese Vorläufer durch den Reaktor bewegen, beginnen die Wafer, sie auf ihrer Oberfläche zu absorbieren.
Sobald sich die Vorläufer gleichmäßig im System verteilt haben, beginnen chemische Reaktionen entlang der Oberfläche der Substrate. Diese chemischen Reaktionen beginnen als Inseln, und im Laufe des Prozesses wachsen die Inseln und verschmelzen zu dem gewünschten Film. Durch chemische Reaktionen entstehen auf der Oberfläche der Wafer Nebenprodukte, die über die Grenzschicht diffundieren und aus dem Reaktor fließen, sodass nur noch die Wafer mit ihrer abgeschiedenen Filmbeschichtung zurückbleiben.
Abbildung 1
Vorteile der chemischen Gasphasenabscheidung:
- Wachstumsprozess bei niedriger Temperatur.
- Schnelle Abscheidungsrate (insbesondere APCVD).
- Es muss kein Siliziumsubstrat sein.
- Gute Stufenabdeckung (insbesondere PECVD).
Abbildung 2
Siliziumdioxidablagerung vs. Wachstum
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Arten von CVD
LPCVD
Die chemische Gasphasenabscheidung bei niedrigem Druck ist ein standardmäßiges chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren ohne Druckbeaufschlagung. Der Hauptunterschied zwischen LPCVD und anderen CVD-Methoden ist die Abscheidungstemperatur. Beim LPCVD wird die höchste Temperatur zum Abscheiden von Filmen verwendet, typischerweise über 600 °C.
Die Niederdruckumgebung erzeugt einen sehr gleichmäßigen Film mit hoher Reinheit, Reproduzierbarkeit und Homogenität. Dies geschieht zwischen 10 und 1.000 Pa, während der Standardraumdruck 101.325 Pa beträgt. Die Temperatur bestimmt die Dicke und Reinheit dieser Filme, wobei höhere Temperaturen zu dickeren und reineren Filmen führen.
- Gemeinsame Filme hinterlegt:Polysilizium, dotierte und undotierte Oxide,Nitride.
PECVD
Die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung ist eine Abscheidungstechnik bei niedriger Temperatur und hoher Filmdichte. PECVD findet in einem CVD-Reaktor unter Zugabe von Plasma statt, einem teilweise ionisierten Gas mit einem hohen Gehalt an freien Elektronen (~50 %). Hierbei handelt es sich um eine Niedertemperatur-Abscheidungsmethode, die zwischen 100 °C und 400 °C stattfindet. PECVD kann bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, da die Energie der freien Elektronen die reaktiven Gase dissoziiert und einen Film auf der Waferoberfläche bildet.
Bei dieser Abscheidungsmethode kommen zwei unterschiedliche Arten von Plasma zum Einsatz:
- Kalt (nicht thermisch): Elektronen haben eine höhere Temperatur als die neutralen Teilchen und Ionen. Bei dieser Methode wird die Energie von Elektronen genutzt, indem der Druck in der Abscheidungskammer verändert wird.
- Thermisch: Elektronen haben die gleiche Temperatur wie die Partikel und Ionen in der Abscheidungskammer.
In der Abscheidungskammer wird Hochfrequenzspannung zwischen Elektroden oberhalb und unterhalb des Wafers gesendet. Dadurch werden die Elektronen aufgeladen und in einem anregbaren Zustand gehalten, um den gewünschten Film abzuscheiden.
Das Züchten von Filmen mittels PECVD erfolgt in vier Schritten:
- Platzieren Sie den Zielwafer auf einer Elektrode in der Abscheidungskammer.
- Führen Sie reaktive Gase und Abscheidungselemente in die Kammer ein.
- Schicken Sie Plasma zwischen Elektroden und legen Sie Spannung an, um das Plasma anzuregen.
- Reaktives Gas dissoziiert und reagiert mit der Waferoberfläche unter Bildung eines dünnen Films, Nebenprodukte diffundieren aus der Kammer.
- Häufig abgeschiedene Filme: Siliziumoxide, Siliziumnitrid, amorphes Silizium,Siliziumoxynitride (SixOyNz).
APCVD
Die chemische Gasphasenabscheidung bei Atmosphärendruck ist eine Niedertemperatur-Abscheidungstechnik, die in einem Ofen bei normalem Atmosphärendruck durchgeführt wird. Wie andere CVD-Methoden erfordert APCVD ein Vorläufergas in der Abscheidungskammer. Anschließend steigt die Temperatur langsam an, um die Reaktionen auf der Waferoberfläche zu katalysieren und einen dünnen Film abzuscheiden. Aufgrund der Einfachheit dieser Methode weist sie eine sehr hohe Abscheidungsrate auf.
- Übliche abgeschiedene Filme: dotierte und undotierte Siliziumoxide, Siliziumnitride. Wird auch verwendet inGlühen.
HDP-CVD
Die chemische Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma ist eine Version von PECVD, die ein Plasma mit höherer Dichte verwendet, wodurch die Wafer bei einer noch niedrigeren Temperatur (zwischen 80 °C und 150 °C) in der Abscheidungskammer reagieren können. Dadurch entsteht auch ein Film mit hervorragenden Eigenschaften zum Füllen von Gräben.
- Häufig abgeschiedene Filme: Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (Si3N4),Siliziumkarbid (SiC).
SACVD
Die chemische Gasphasenabscheidung unter Atmosphärendruck unterscheidet sich von anderen Methoden dadurch, dass sie unter dem normalen Raumdruck stattfindet und Ozon (O) verwendet3), um die Reaktion zu katalysieren. Der Abscheidungsprozess findet bei einem höheren Druck statt als bei LPCVD, aber niedriger als bei APCVD, zwischen etwa 13.300 Pa und 80.000 Pa. SACVD-Filme haben eine hohe Abscheidungsrate, die sich mit steigender Temperatur bis etwa 490 °C verbessert und dann abnimmt .
Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd ist eine der größten neuen Materiallösungen für Siliziumkarbidkeramik in China. Technische SiC-Keramik: Die Mohs-Härte beträgt 9 (die neue Mohs-Härte beträgt 13), mit ausgezeichneter Erosions- und Korrosionsbeständigkeit, ausgezeichneter Abriebfestigkeit und Antioxidation. Die Lebensdauer von SiC-Produkten ist vier- bis fünfmal länger als die von 92 % Aluminiumoxidmaterial. Der MOR von RBSiC ist fünf- bis siebenmal so hoch wie der von SNBSC und kann für komplexere Formen verwendet werden. Der Angebotsprozess verläuft schnell, die Lieferung erfolgt wie versprochen und die Qualität ist unübertroffen. Wir sind stets beharrlich dabei, unsere Ziele in Frage zu stellen und der Gesellschaft unser Herz zurückzugeben.
