Substrat sic pour le revêtement de film CVD

Dépôt de vapeur chimique

L'oxyde de dépôt chimique de vapeur (CVD) est un processus de croissance linéaire où un gaz précurseur dépose un film mince sur une tranche dans un réacteur. Le processus de croissance est à basse température et a un taux de croissance beaucoup plus élevé par rapport àoxyde thermique. Il produit également des couches de dioxyde de silicium beaucoup plus minces car le film est exploité, plutôt que cultivé. Ce processus produit un film avec une résistance électrique élevée, ce qui est idéal pour une utilisation dans les appareils ICS et MEMS, entre autres applications.

Un dépôt chimique de dépôt de vapeur (CVD) est effectué lorsqu'une couche externe est nécessaire, mais le substrat de silicium peut ne pas être oxydé.

Croissance chimique au dépôt de vapeur:

La croissance des MCV se produit lorsqu'un gaz ou une vapeur (précurseur) est introduit dans un réacteur à basse température où les plaquettes sont disposées soit verticalement ou horizontalement. Le gaz se déplace à travers le système et distribue uniformément à travers la surface des plaquettes. Au fur et à mesure que ces précurseurs se déplacent dans le réacteur, les plaquettes commencent à les absorber sur leur surface.

Une fois que les précurseurs se sont distribués uniformément dans tout le système, les réactions chimiques commencent le long de la surface des substrats. Ces réactions chimiques commencent comme des îles et, au fur et à mesure que le processus se poursuit, les îles se développent et fusionnent pour créer le film souhaité. Les réactions chimiques créent des biproducts sur la surface des plaquettes, qui diffusent à travers la couche limite et s'écoulent du réacteur, laissant uniquement les plaquettes avec leur revêtement de film déposé.

Figure 1

Avantages du dépôt de vapeur chimique:

• Processus de croissance à basse température.
• Taux de dépôt rapide (en particulier APCVD).
• Ne doit pas être un substrat de silicium.
• Bonne couverture étape (en particulier PECVD).

Figure 2
Dépôt de dioxyde de silicium par rapport à la croissance

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Types de MCV

LPCVD

Le dépôt de vapeur chimique à basse pression est un processus de dépôt de vapeur chimique standard sans pressurisation. La principale différence entre LPCVD et d'autres méthodes de MCV est la température du dépôt. LPCVD utilise la température la plus élevée pour déposer des films, généralement supérieurs à 600 ° C.

L'environnement à basse pression crée un film très uniforme avec une grande pureté, une reproductibilité et une homogénéité. Ceci est effectué entre 10 et 1 000 PA, tandis que la pression de la pièce standard est de 101 325 Pa. La température détermine l'épaisseur et la pureté de ces films, avec des températures plus élevées, ce qui entraîne des films plus épais et plus purs.

• Films communs déposés:polysilicon, oxydes dopés et non dopés,nitrures.

Pecvd

Le dépôt de vapeur chimique amélioré du plasma est une technique de dépôt de densité de films à basse température et à densité élevée. Le PECVD se déroule dans un réacteur CVD avec l'ajout de plasma, qui est un gaz partiellement ionisé avec une teneur élevée en électrons gratuits (~ 50%). Il s'agit d'une méthode de dépôt à basse température qui a lieu entre 100 ° C - 400 ° C. Le PECVD peut être effectué à basse température car l'énergie des électrons libres dissocie les gaz réactifs pour former un film sur la surface de la plaquette.

Cette méthode de dépôt utilise deux types de plasma différents:

1. Froid (non thermique): les électrons ont une température plus élevée que les particules et les ions neutres. Cette méthode utilise l'énergie des électrons en modifiant la pression dans la chambre de dépôt.
2. Thermal: Les électrons sont à la même température que les particules et les ions dans la chambre de dépôt.

À l'intérieur de la chambre de dépôt, la tension radio-fréquence est envoyée entre les électrodes au-dessus et en dessous de la tranche. Cela facture les électrons et les maintient dans un état excitable afin de déposer le film souhaité.

Il y a quatre étapes pour croître des films via PECVD:

1. Placer la tranche cible sur une électrode à l'intérieur de la chambre de dépôt.
2. Introduire des gaz réactifs et des éléments de dépôt dans la chambre.
3. Envoyez le plasma entre les électrodes et appliquez la tension pour exciter le plasma.
4. Le gaz réactif se dissocie et réagit avec la surface de la plaquette pour former un film mince, les sous-produits diffus hors de la chambre.

• Films communs déposés: oxydes de silicium, nitrure de silicium, silicium amorphe,oxynitrides en silicium (Si_xO_yN_z).

Apcvd

Pression atmosphérique Le dépôt de vapeur chimique est une technique de dépôt à basse température qui se déroule dans un four à une pression atmosphérique standard. Comme les autres méthodes de MCV, APCVD nécessite un gaz précurseur à l'intérieur de la chambre de dépôt, puis la température augmente lentement pour catalyser les réactions sur la surface de la plaquette et déposer un film mince. En raison de la simplicité de cette méthode, il a un taux de dépôt très élevé.

• Films communs déposés: oxydes de silicium dopés et non dopés, nitrures de silicium. Également utilisé dansrecuit.

CVD HDP

Le dépôt de vapeur chimique à haute densité est une version de PECVD qui utilise un plasma de densité plus élevé, ce qui permet aux plaquettes de réagir avec une température encore plus faible (entre 80 ° C-150 ° C) dans la chambre de dépôt. Cela crée également un film avec de grandes capacités de remplissage de tranchées.

• Films communs déposés: dioxyde de silicium (SIO₂), nitrure de silicium (Si₃N₄),carbure de silicium (sic).

Sacvd

Dépôt de vapeur chimique de pression subatmosphérique diffère des autres méthodes car elle se déroule en dessous de la pression standard de la pièce et utilise l'ozone (o₃) pour aider à catalyser la réaction. Le processus de dépôt a lieu à une pression plus élevée que le LPCVD mais inférieur à l'APCVD, entre environ 13 300 PA et 80 000 Pa. Les films SACVD ont un taux de dépôt élevé et qui s'améliore à mesure que la température augmente jusqu'à environ 490 ° C, à quel point il commence à diminuer.

• Films communs déposés:Bpsg, Psg,Teos.

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