Sustrato SIC para recubrimiento de películas CVD

Deposición de vapor químico

El óxido de deposición de vapor químico (CVD) es un proceso de crecimiento lineal donde un gas precursor deposita una película delgada en una oblea en un reactor. El proceso de crecimiento es de baja temperatura y tiene una tasa de crecimiento mucho mayor en comparación conóxido térmico. También produce capas de dióxido de silicio mucho más delgadas porque la película está depostada, en lugar de cultivarse. Este proceso produce una película con una alta resistencia eléctrica, que es excelente para su uso en dispositivos ICS y MEMS, entre muchas otras aplicaciones.

El óxido de deposición de vapor químico (CVD) se realiza cuando se necesita una capa externa, pero el sustrato de silicio puede no ser oxidado.

Crecimiento de deposición de vapor químico:

El crecimiento de la ECV ocurre cuando un gas o vapor (precursor) se introduce en un reactor de baja temperatura donde las obleas se organizan vertical u horizontalmente. El gas se mueve a través del sistema y se distribuye uniformemente a través de la superficie de las obleas. A medida que estos precursores se mueven a través del reactor, las obleas comienzan a absorberlos en su superficie.

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

Figura 1

Beneficios de la deposición de vapor químico:

• Proceso de crecimiento de baja temperatura.
• Tasa de deposición rápida (especialmente APCVD).
• No tiene que ser 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 CVD

LPCVD

La deposición de vapor químico de baja presión es un proceso de deposición de vapor químico estándar sin presurización. La principal diferencia entre LPCVD y otros métodos de CVD es la temperatura de deposición. LPCVD utiliza la temperatura más alta para depositar películas, típicamente por encima de 600 ° C.

El entorno de baja presión crea una película muy uniforme con alta pureza, reproducibilidad y homogeneidad. Esto se realiza entre 10 y 1,000 PA, mientras que la presión estándar de la habitación es de 101,325 Pa. La temperatura determina el grosor y la pureza de estas películas, con temperaturas más altas que dan como resultado películas más gruesas y más puras.

• Películas comunes depositadas:polisítico, óxidos dopados y sin dopar,nitruros.

Pecvd

La deposición de vapor químico mejorado en plasma es una técnica de deposición de densidad de película alta temperatura y alta temperatura. PECVD tiene lugar en un reactor CVD con la adición de plasma, que es un gas parcialmente ionizado con un alto contenido de electrones libres (~ 50%). Este es un método de deposición de baja temperatura que tiene lugar entre 100 ° C - 400 ° C. El PECVD se puede realizar a bajas temperaturas porque la energía de los electrones libres disocia los gases reactivos para formar una película en 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 e iones neutros. Este método utiliza la energía de los electrones cambiando la presión en la cámara de deposición.
2. Térmico: los electrones son la misma temperatura que las partículas e iones en la cámara de deposición.

Dentro de la cámara de deposición, el voltaje de radiofrecuencia se envía entre electrodos por encima y debajo de la oblea. Esto cobra los electrones y los mantiene en un estado excitable para depositar la película deseada.

Hay cuatro pasos para cultivar películas a través de PECVD:

1. Coloque la oblea de destino en un electrodo dentro de la cámara de deposición.
2. Introducir gases reactivos y elementos de deposición a 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, 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 de vapor químico de presión atmosférica es una técnica de deposición de baja temperatura que tiene lugar en un horno a presión atmosférica estándar. Al igual que otros métodos CVD, APCVD requiere un gas precursor dentro de la cámara de deposición, luego la temperatura aumenta lentamente para catalizar las reacciones en la superficie de la oblea y depositar una película delgada. Debido a la simplicidad de este método, tiene una tasa de deposición muy alta.

• Películas comunes depositadas: óxidos de silicio dopados y sin dopar, nitruros de silicio. También utilizado enrecocido.

CVD HDP

La deposición de vapor químico en plasma de alta densidad es una versión de PECVD que utiliza un plasma de mayor densidad, que permite que las obleas reaccionen con una temperatura aún más baja (entre 80 ° C-150 ° C) dentro de la cámara de deposición. Esto también crea una película con excelentes capacidades de relleno de trinchera.

• Películas comunes depositadas: Dióxido de silicio (SIO₂), nitruro de silicio (Si₃N₄),carburo de silicio (sic).

SABVD

La deposición de vapor químico de presión subatmosférica difiere de otros métodos porque se lleva a cabo por debajo de la presión de la habitación estándar y usa ozono (o₃) para ayudar a catalizar la reacción. El proceso de deposición tiene lugar a una presión más alta que LPCVD pero más bajo que APCVD, entre aproximadamente 13,300 PA y 80,000 PA. Las películas SABVD tienen una alta tasa de deposición y que mejora a medida que aumenta la temperatura hasta aproximadamente 490 ° C, momento en el cual comienza a disminuir.

• Películas comunes depositadas:Bpsg, PSG,TEOS.