Sustrato de SiC para recubrimiento de película CVD

Deposición química de vapor

La deposición química de vapor (CVD) de óxido es un proceso de crecimiento lineal en el que un gas precursor deposita una película delgada sobre una oblea en un reactor. El proceso de crecimiento es de baja temperatura y tiene una tasa de crecimiento mucho mayor en comparación con...óxido térmicoTambién produce capas de dióxido de silicio mucho más delgadas, ya que la película se deposita en lugar de crecer. Este proceso produce una película con alta resistencia eléctrica, ideal para su uso en circuitos integrados y dispositivos MEMS, entre muchas otras aplicaciones.

La deposición química de vapor (CVD) de óxido se realiza cuando se necesita una capa externa pero es posible que el sustrato de silicio no pueda oxidarse.

Crecimiento por deposición química de vapor:

El crecimiento por CVD ocurre cuando se introduce un gas o vapor (precursor) en un reactor de baja temperatura donde las obleas se disponen vertical u horizontalmente. El gas se desplaza por el sistema y se distribuye uniformemente por la superficie de las obleas. A medida que estos precursores se desplazan por el reactor, las obleas comienzan a absorberlos en su superficie.

Una vez que los precursores se han distribuido uniformemente por todo el sistema, comienzan las reacciones químicas en la superficie de los sustratos. Estas reacciones químicas se forman como islas y, a medida que el proceso continúa, estas crecen y se fusionan para crear la película deseada. Las reacciones químicas generan subproductos en la superficie de las obleas, que se difunden a través de la capa límite y fluyen fuera del reactor, dejando solo las obleas con su recubrimiento depositado.

Figura 1

Beneficios de la deposición química de vapor:

• Proceso de crecimiento a baja temperatura.
• Velocidad de deposición rápida (especialmente APCVD).
• No es necesario que sea un sustrato de silicio.
• Buena cobertura de pasos (especialmente PECVD).

Figura 2
Deposición de dióxido de silicio frente a crecimiento

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Tipos de ECV

LPCVD

La deposición química de vapor a baja presión (LPCVD) es un proceso estándar de deposición química de vapor sin presurización. La principal diferencia entre LPCVD y otros métodos de CVD reside en la temperatura de deposición. La LPCVD utiliza la temperatura más alta para depositar películas, generalmente por encima de los 600 °C.

El entorno de baja presión crea una película muy uniforme con alta pureza, reproducibilidad y homogeneidad. Esto se logra entre 10 y 1000 Pa, mientras que la presión ambiente estándar es de 101 325 Pa. La temperatura determina el espesor y la pureza de estas películas; temperaturas más altas resultan en películas más gruesas y puras.

• Películas comunes depositadas:polisilicio, óxidos dopados y no dopados,nitruros.

PECVD

La deposición química en fase de vapor (PECVD) asistida por plasma es una técnica de deposición a baja temperatura y alta densidad de película. La PECVD se lleva a cabo en un reactor de CVD con la adición de plasma, un gas parcialmente ionizado con un alto contenido de electrones libres (~50%). Este método de deposición a baja temperatura se lleva a cabo entre 100 °C y 400 °C. La PECVD puede realizarse a bajas temperaturas porque la energía de los electrones libres disocia los gases reactivos para formar una película sobre la superficie de la oblea.

Este método de deposición utiliza dos tipos diferentes de plasma:

1. Frío (no térmico): Los electrones tienen una temperatura más alta que las partículas neutras y los iones. Este método aprovecha la energía de los electrones modificando la presión en la cámara de deposición.
2. Térmico: los electrones tienen la misma temperatura que las partículas y los iones en la cámara de deposición.

Dentro de la cámara de deposición, se envía un voltaje de radiofrecuencia entre los electrodos situados por encima y por debajo de la oblea. Esto carga los electrones y los mantiene excitables para depositar la película deseada.

Hay cuatro pasos para cultivar películas mediante PECVD:

1. Coloque la oblea objetivo sobre un electrodo dentro de la cámara de deposición.
2. Introducir gases reactivos y elementos de deposición en la cámara.
3. Envíe plasma entre electrodos y aplique voltaje para excitar el plasma.
4. El gas reactivo se disocia y reacciona con la superficie de la oblea para formar una película delgada y los subproductos se difunden fuera de la cámara.

• Películas comunes depositadas: óxidos de silicio, nitruro de silicio, silicio amorfo,oxinitruros de silicio (Si_xO_yN_z).

APCVD

La deposición química de vapor a presión atmosférica es una técnica de deposición a baja temperatura que se lleva a cabo en un horno a presión atmosférica estándar. Al igual que otros métodos de CVD, la APCVD requiere un gas precursor dentro de la cámara de deposición; posteriormente, la temperatura aumenta lentamente para catalizar las reacciones en la superficie de la oblea y depositar una película delgada. Gracias a su simplicidad, este método presenta una velocidad de deposición muy alta.

• Películas comunes depositadas: óxidos de silicio dopados y no dopados, nitruros de silicio. También se utilizan enrecocido.

HDP CVD

La deposición química en fase de vapor con plasma de alta densidad (PECVD) es una versión de PECVD que utiliza un plasma de mayor densidad, lo que permite que las obleas reaccionen a una temperatura aún más baja (entre 80 °C y 150 °C) dentro de la cámara de deposición. Esto también crea una película con gran capacidad para rellenar zanjas.

• Películas comunes depositadas: dióxido de silicio (SiO₂), nitruro de silicio (Si₃N₄),carburo de silicio (SiC).

Enfermedad cardiovascular sistémica

La deposición química de vapor a presión subatmosférica se diferencia de otros métodos porque se lleva a cabo por debajo de la presión ambiente estándar y utiliza ozono (O₃) para catalizar la reacción. El proceso de deposición se lleva a cabo a una presión mayor que la del LPCVD, pero menor que la del APCVD, entre aproximadamente 13 300 Pa y 80 000 Pa. Las películas de SACVD presentan una alta tasa de deposición, que mejora con el aumento de la temperatura hasta aproximadamente 490 °C, momento en el que comienza a disminuir.

• Películas comunes depositadas:BPSG, PSG,TEOS.

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