Substrato SiC per il rivestimento di film CVD

Deposizione chimica da vapore

L'ossido di deposizione chimica da vapore (CVD) è un processo di crescita lineare in cui un gas precursore deposita un film sottile su un wafer in un reattore. Il processo di crescita avviene a bassa temperatura e ha una velocità di crescita molto più elevata rispetto aossido termicoProduce inoltre strati di biossido di silicio molto più sottili perché il film viene depositato, anziché fatto crescere. Questo processo produce un film con un'elevata resistenza elettrica, ideale per l'uso in circuiti integrati e dispositivi MEMS, tra le altre applicazioni.

La deposizione chimica da vapore (CVD) di ossido viene eseguita quando è necessario uno strato esterno ma il substrato di silicio non può essere ossidato.

Crescita tramite deposizione chimica da vapore:

La crescita CVD si verifica quando un gas o un vapore (precursore) viene introdotto in un reattore a bassa temperatura in cui i wafer sono disposti verticalmente o orizzontalmente. Il gas si muove attraverso il sistema e si distribuisce uniformemente sulla superficie dei wafer. Man mano che questi precursori si muovono attraverso il reattore, i wafer iniziano ad assorbirli sulla propria superficie.

Una volta che i precursori si sono distribuiti uniformemente nel sistema, le reazioni chimiche iniziano lungo la superficie dei substrati. Queste reazioni chimiche iniziano come isole e, con il proseguire del processo, le isole crescono e si fondono per creare il film desiderato. Le reazioni chimiche creano sottoprodotti sulla superficie dei wafer, che si diffondono attraverso lo strato limite e fuoriescono dal reattore, lasciando solo i wafer con il loro rivestimento depositato.

Figura 1

Vantaggi della deposizione chimica da vapore:

• Processo di crescita a bassa temperatura.
• Velocità di deposizione elevata (in particolare APCVD).
• Non deve essere necessariamente un substrato di silicio.
• Buona copertura dei gradini (in particolare PECVD).

Figura 2
Deposizione di biossido di silicio vs. crescita

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LPCVD

La deposizione chimica da vapore a bassa pressione è un processo di deposizione chimica da vapore standard senza pressurizzazione. La principale differenza tra la LPCVD e gli altri metodi CVD è la temperatura di deposizione. La LPCVD utilizza la temperatura più elevata per depositare i film, in genere superiore a 600 °C.

L'ambiente a bassa pressione crea un film molto uniforme con elevata purezza, riproducibilità e omogeneità. Questo processo viene eseguito tra 10 e 1.000 Pa, mentre la pressione ambiente standard è di 101.325 Pa. La temperatura determina lo spessore e la purezza di questi film: temperature più elevate si traducono in film più spessi e puri.

• Film comuni depositati:polisilicio, ossidi drogati e non drogati,nitruri.

PECVD

La deposizione chimica da vapore (CPD) potenziata al plasma è una tecnica di deposizione a bassa temperatura e alta densità di film. La PECVD avviene in un reattore CVD con l'aggiunta di plasma, un gas parzialmente ionizzato con un elevato contenuto di elettroni liberi (~50%). Si tratta di un metodo di deposizione a bassa temperatura che avviene tra 100 °C e 400 °C. La PECVD può essere eseguita a basse temperature perché l'energia degli elettroni liberi dissocia i gas reattivi formando un film sulla superficie del wafer.

Questo metodo di deposizione utilizza due diversi tipi di plasma:

1. Freddo (non termico): gli elettroni hanno una temperatura più alta rispetto alle particelle neutre e agli ioni. Questo metodo utilizza l'energia degli elettroni modificando la pressione nella camera di deposizione.
2. Termico: gli elettroni hanno la stessa temperatura delle particelle e degli ioni nella camera di deposizione.

All'interno della camera di deposizione, una tensione a radiofrequenza viene inviata tra gli elettrodi sopra e sotto il wafer. Questo carica gli elettroni e li mantiene in uno stato eccitabile per depositare il film desiderato.

La coltivazione di film tramite PECVD si articola in quattro fasi:

1. Posizionare il wafer target su un elettrodo all'interno della camera di deposizione.
2. Introdurre gas reattivi ed elementi di deposizione nella camera.
3. Inviare il plasma tra gli elettrodi e applicare una tensione per eccitare il plasma.
4. Il gas reattivo si dissocia e reagisce con la superficie del wafer formando una pellicola sottile, mentre i sottoprodotti si diffondono fuori dalla camera.

• Film comuni depositati: ossidi di silicio, nitruro di silicio, silicio amorfo,ossinitruri di silicio (Si_xO_yN_z).

APCVD

La deposizione chimica da vapore a pressione atmosferica (CVD) è una tecnica di deposizione a bassa temperatura che avviene in un forno a pressione atmosferica standard. Come altri metodi CVD, l'APCVD richiede un gas precursore all'interno della camera di deposizione, dopodiché la temperatura aumenta lentamente per catalizzare le reazioni sulla superficie del wafer e depositare un film sottile. Grazie alla semplicità di questo metodo, la velocità di deposizione è molto elevata.

• Film comunemente depositati: ossidi di silicio drogati e non drogati, nitruri di silicio. Utilizzati anche inricottura.

HDP CVD

La deposizione chimica da vapore al plasma ad alta densità è una versione della PECVD che utilizza un plasma ad alta densità, consentendo ai wafer di reagire a temperature ancora più basse (tra 80°C e 150°C) all'interno della camera di deposizione. Ciò crea anche un film con ottime capacità di riempimento delle trincee.

• Film comuni depositati: biossido di silicio (SiO₂), nitruro di silicio (Si₃N₄),carburo di silicio (SiC).

SACVD

La deposizione chimica da vapore a pressione subatmosferica differisce dagli altri metodi perché avviene al di sotto della pressione ambiente standard e utilizza l'ozono (O₃) per contribuire a catalizzare la reazione. Il processo di deposizione avviene a una pressione maggiore rispetto a quella dell'LPCVD ma inferiore a quella dell'APCVD, tra circa 13.300 Pa e 80.000 Pa. I film SACVD hanno un'elevata velocità di deposizione, che migliora con l'aumentare della temperatura fino a circa 490 °C, punto in cui inizia a diminuire.

• Film comuni depositati:BPSG, PSG,TEOS.

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd è una delle più grandi soluzioni di nuovi materiali ceramici in carburo di silicio in Cina. Ceramica tecnica SiC: durezza Mohs 9 (la nuova durezza Mohs è 13), con eccellente resistenza all'erosione e alla corrosione, eccellente resistenza all'abrasione e antiossidazione. La durata utile del prodotto SiC è da 4 a 5 volte superiore a quella del materiale al 92% di allumina. Il MOR del RBSiC è da 5 a 7 volte superiore a quello del SNBSC, e può essere utilizzato per forme più complesse. Il processo di preventivo è rapido, la consegna rispetta le promesse e la qualità è ineguagliabile. Perseveriamo costantemente nel perseguire i nostri obiettivi e nel restituire il nostro cuore alla società.