SIC -Substrat für CVD -Filmbeschichtung

Chemische Dampfabscheidung

CVD -Oxid (Chemical Dampor Deposition) ist ein linearer Wachstumsprozess, bei dem ein Vorläufergas einen dünnen Film in einem Reaktor auf einen Wafer ablegt. Der Wachstumsprozess ist niedriger Temperatur und hat eine viel höhere Wachstumsrate im Vergleich zuWärmeoxid. Es erzeugt auch viel dünnere Silizium -Dioxidschichten, da der Film eher abgelegt als erwachsen wird. Dieser Prozess erzeugt einen Film mit einem hohen elektrischen Widerstand, der unter vielen anderen Anwendungen für die Verwendung in ICS- und MEMS -Geräten ideal ist.

CVD -Oxid (Chemische Dampfablagerung) wird durchgeführt, wenn eine externe Schicht benötigt wird, das Siliziumsubstrat jedoch möglicherweise nicht oxidiert werden kann.

Wachstum des chemischen Dampfablagerung:

CVD -Wachstum tritt auf, wenn ein Gas oder Dampf (Vorläufer) in einen Reaktor mit niedriger Temperatur eingeführt wird, bei dem Wafer entweder vertikal oder horizontal angeordnet sind. Das Gas bewegt sich durch das System und verteilt sich gleichmäßig über die Oberfläche der Wafer. Während sich diese Vorläufer durch den Reaktor bewegen, beginnen die Wafer sie auf ihre Oberfläche.

Sobald die Vorläufer im gesamten System gleichmäßig verteilt sind, beginnen chemische Reaktionen entlang der Oberfläche der Substrate. Diese chemischen Reaktionen beginnen als Inseln, und im Laufe des Prozesses wachsen die Inseln und verschmelzen, um den gewünschten Film zu kreieren. Chemische Reaktionen erzeugen Biprodukte auf der Oberfläche der Wafer, die über die Grenzschicht diffundieren und aus dem Reaktor fließen, wodurch nur die Wafer mit ihrer abgelagerten Filmbeschichtung gelten.

Abbildung 1

Vorteile der chemischen Dampfabscheidung:

• Wachstumsprozess mit niedrigem Temperatur.
• Schnelle Abscheidungsrate (insbesondere APCVD).
• Muss kein Siliziumsubstrat sein.
• Gute Stufenabdeckung (insbesondere Pecvd).

Abbildung 2
Siliziumdioxidablagerung gegenüber Wachstum

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Arten von CVD

LPCVD

Niederdruck chemische Dampfablagerung ist ein Standard -Dampfabscheidungsprozess ohne Druck. Der Hauptunterschied zwischen LPCVD und anderen CVD -Methoden ist die Abscheidungstemperatur. LPCVD verwendet die höchste Temperatur, um Filme abzulehnen, typischerweise über 600 ° C.

Die Umgebung mit niedrigem Druck schafft einen sehr einheitlichen Film mit hoher Reinheit, Reproduzierbarkeit und Homogenität. Dies wird zwischen 10 und 1.000 PA durchgeführt, während der Standardraumdruck 101.325 pa beträgt. Temperatur bestimmt die Dicke und Reinheit dieser Filme, wobei höhere Temperaturen dickere und reine Filme führen.

• Gemeinsame Filme deponiert:Polysilicon, dotierte und ungesotte Oxide,Nitriden.

Pecvd

Plasma verstärkte chemische Dampfabscheidung ist eine niedrige Temperatur -Technik mit hoher Filmdichte. PECVD findet in einem CVD -Reaktor mit Zugabe von Plasma statt, bei dem es sich um ein teilweise ionisiertes Gas mit einem hohen freien Elektronengehalt (~ 50%) handelt. Dies ist eine Abscheidungsmethode mit niedriger Temperatur zwischen 100 ° C - 400 ° C. PECVD kann bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, da die Energie der freien Elektronen die reaktiven Gase dissoziiert, um einen Film auf der Waferoberfläche zu bilden.

Diese Ablagerungsmethode verwendet zwei verschiedene Plasma -Arten:

1. Kalt (nicht thermisch): Elektronen haben eine höhere Temperatur als die neutralen Partikel und Ionen. Diese Methode verwendet die Energie der Elektronen, indem der Druck in der Abscheidungskammer geändert wird.
2. Wärme: Elektronen sind die gleiche Temperatur wie die Partikel und Ionen in der Ablagerungskammer.

Innerhalb der Ablagerungskammer wird die Funkfrequenzspannung zwischen den Elektroden über und unter dem Wafer gesendet. Dies berechnet die Elektronen und hält sie in einem erregbaren Zustand, um den gewünschten Film einzureichen.

Es gibt vier Schritte, um Filme über Pecvd zu wachsen:

1. Legen Sie das Zielwafer auf eine Elektrode in der Ablagerungskammer.
2. Einführung von reaktiven Gasen und Ablagerungselementen in die Kammer.
3. Senden Sie Plasma zwischen den Elektroden und tragen Sie die Spannung auf, um das Plasma zu erregen.
4. Reaktives Gas dissoziiert und reagiert mit der Waferoberfläche, um einen dünnen Film zu bilden, und diffundieren von Nebenprodukten aus der Kammer.

• Gemeinsame Filme abgelagert: Siliziumoxide, Siliziumnitrid, amorphes Silizium,Siliziumoxynitriden (Si_xO_yN_z).

APCVD

Die chemische Dampfabscheidung des atmosphärischen Drucks ist eine Abscheidungstechnik mit niedriger Temperatur, die in einem Ofen bei Standard -Atmosphärendruck stattfindet. Wie bei anderen CVD -Methoden benötigt APCVD ein Vorläufergas innerhalb der Abscheidungskammer, und dann steigt die Temperatur langsam an, um die Reaktionen auf der Waferoberfläche zu katalysieren und einen dünnen Film abzulehnen. Aufgrund der Einfachheit dieser Methode hat es eine sehr hohe Abscheidungsrate.

• Gemeinsame Filme abgelagert: dotierte und ungesetzte Siliziumoxide, Siliziumnitride. Auch inGlühen.

HDP CVD

Hochdichte-chemische Dampfabscheidung mit hoher Dichte ist eine Version von PecVD, die ein Plasma mit höherer Dichte verwendet, mit dem die Wafer innerhalb der Ablagerungskammer mit einer noch niedrigeren Temperatur (zwischen 80 ° C-150 ° C) reagieren können. Dies schafft auch einen Film mit großartigen Fähigkeiten mit Grabenfüllungen.

• Gemeinsame Filme deponiert: Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumnitrid (SI₃N₄),Siliziumkarbid (sic).

Sacvd

Die chemische Dampfablagerung des subatmosphärischen Drucks unterscheidet sich von anderen Methoden, da er unter dem Standard -Raumdruck stattfindet und Ozon verwendet (o₃) um die Reaktion zu katalysieren. Der Abscheidungsprozess findet bei einem höheren Druck als LPCVD statt, jedoch niedriger als APCVD, zwischen etwa 13.300 PA und 80.000 PA.

• Gemeinsame Filme deponiert:BPSG, Psg,Teos.

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