Substrato SiC per rivestimento con film CVD

Deposizione chimica da vapore

L'ossido di deposizione chimica in fase vapore (CVD) è un processo di crescita lineare in cui un gas precursore deposita una pellicola sottile su un wafer in un reattore. Il processo di crescita è a bassa temperatura e ha un tasso di crescita molto più elevato rispetto a quelloossido termico. Produce anche strati di biossido di silicio molto più sottili perché la pellicola viene deposta, anziché cresciuta. Questo processo produce una pellicola con un'elevata resistenza elettrica, ideale per l'uso nei circuiti integrati e nei dispositivi MEMS, tra molte altre applicazioni.

L'ossido di deposizione chimica da fase vapore (CVD) viene eseguito quando è necessario uno strato esterno ma il substrato di silicio potrebbe non essere ossidabile.

Crescita della deposizione chimica da vapore:

La crescita CVD si verifica quando un gas o 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. Mentre questi precursori si muovono attraverso il reattore, i wafer iniziano ad assorbirli sulla loro superficie.

Una volta che i precursori si sono distribuiti uniformemente nel sistema, lungo la superficie dei substrati iniziano le reazioni chimiche. Queste reazioni chimiche iniziano come isole e, man mano che il processo continua, le isole crescono e si fondono per creare la pellicola desiderata. 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 la pellicola di rivestimento depositata.

Figura 1

Vantaggi della deposizione chimica da vapore:

• Processo di crescita a bassa temperatura.
• Tasso di deposizione veloce (soprattutto APCVD).
• Non deve essere un substrato di silicio.
• Buona copertura dei passi (soprattutto PECVD).

Figura 2
Deposizione di biossido di silicio rispetto alla crescita

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Tipi di CVD

LPCVD

La deposizione di vapore chimico a bassa pressione è un processo standard di deposizione di vapore chimico senza pressurizzazione. La principale differenza tra LPCVD e altri metodi CVD è la temperatura di deposizione. LPCVD utilizza la temperatura più alta per depositare le pellicole, tipicamente superiore a 600°C.

L'ambiente a bassa pressione crea una pellicola molto uniforme con elevata purezza, riproducibilità e omogeneità. Questa viene eseguita 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, con temperature più elevate che si traducono in film più spessi e più puri.

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

PECVD

La deposizione chimica in fase vapore potenziata dal plasma è una tecnica di deposizione a bassa temperatura e ad alta densità di film. Il PECVD avviene in un reattore CVD con l'aggiunta di plasma, che è un gas parzialmente ionizzato con un alto contenuto di elettroni liberi (~50%). Questo è un metodo di deposizione a bassa temperatura che avviene tra 100°C e 400°C. Il PECVD può essere eseguito a basse temperature perché l'energia degli elettroni liberi dissocia i gas reattivi per formare una pellicola sulla superficie del wafer.

Questo metodo di deposizione utilizza due diversi tipi di plasma:

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

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

Ci sono quattro passaggi per coltivare film tramite PECVD:

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. Invia il plasma tra gli elettrodi e applica la tensione per eccitare il plasma.
4. Il gas reattivo si dissocia e reagisce con la superficie del wafer per formare una pellicola sottile, 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 in fase vapore a pressione atmosferica è una tecnica di deposizione a bassa temperatura che avviene in un forno a pressione atmosferica standard. Come altri metodi CVD, APCVD richiede un gas precursore all'interno della camera di deposizione, quindi la temperatura aumenta lentamente per catalizzare le reazioni sulla superficie del wafer e depositare una pellicola sottile. Grazie alla semplicità di questo metodo, ha un tasso di deposizione molto elevato.

• Comuni film depositati: ossidi di silicio drogati e non drogati, nitruri di silicio. Utilizzato anche inricottura.

HDP CVD

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

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

SACVD

La deposizione di vapore chimico a pressione subatmosferica differisce dagli altri metodi perché avviene al di sotto della pressione ambiente standard e utilizza l'ozono (O₃) per aiutare a catalizzare la reazione. Il processo di deposizione avviene ad una pressione maggiore di LPCVD ma inferiore a APCVD, compresa tra circa 13.300 Pa e 80.000 Pa. I film SACVD hanno un tasso di deposizione elevato e che migliora all'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 Moh 9 (durezza New Moh 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 rispetto al materiale composto da allumina al 92%. Il MOR di RBSiC è da 5 a 7 volte quello di SNBSC e può essere utilizzato per forme più complesse. Il processo di preventivo è rapido, la consegna è quella promessa e la qualità non è seconda a nessuno. Persistiamo sempre nel sfidare i nostri obiettivi e nel restituire il nostro cuore alla società.