CVD膜コーティング用SiC基板
化学蒸着法
化学気相成長(CVD)法による酸化物は、前駆体ガスを用いて反応炉内でウェハ上に薄膜を堆積させる線形成長プロセスです。この成長プロセスは低温で行われ、従来の方法に比べて成長速度がはるかに高速です。熱酸化物また、膜を成長させるのではなく堆積させるため、二酸化ケイ素層ははるかに薄くなります。このプロセスでは高い電気抵抗を持つ膜が生成され、ICやMEMSデバイスをはじめ、様々な用途に最適です。
化学蒸着 (CVD) 酸化物は、外部層が必要であるがシリコン基板を酸化できない場合に実行されます。
化学蒸着成長:
CVD成長は、ウェーハが垂直または水平に配置された低温反応炉にガスまたは蒸気(前駆体)を導入することで発生します。ガスはシステム内を移動し、ウェーハの表面に均一に分布します。前駆体が反応炉内を移動すると、ウェーハはそれらを表面に吸収し始めます。
前駆体がシステム全体に均一に分散すると、基板表面に沿って化学反応が始まります。これらの化学反応は島状構造として始まり、プロセスが進むにつれて島状構造は成長し、融合して目的の膜を形成します。化学反応によってウェハ表面に副生成物が生成され、境界層を越えて拡散し、反応炉から流出します。その結果、膜が堆積されたウェハだけが残ります。
図1
化学蒸着法の利点:
- 低温成長プロセス。
- 堆積速度が速い(特に APCVD)。
- シリコン基板である必要はありません。
- 良好なステップカバレッジ(特に PECVD)。
図2
二酸化ケイ素の堆積と成長
化学蒸着法に関する詳しい情報や見積もり依頼については、SVMへのお問い合わせ本日、弊社の営業チームのメンバーとお話しさせていただきます。
CVDの種類
LPCVD
低圧化学蒸着法(LPCVD)は、加圧を必要としない標準的な化学蒸着法です。LPCVDと他のCVD法の主な違いは堆積温度です。LPCVDでは、膜を堆積するために最も高い温度(通常600℃以上)が使用されます。
低圧環境により、高純度、再現性、均質性を備えた非常に均一な膜が生成されます。このプロセスは10~1,000 Paの範囲で行われ、標準の室内圧力は101,325 Paです。温度によって膜の厚さと純度が決まり、温度が高いほど膜は厚く、純度が高くなります。
PECVD
プラズマ化学気相成長法(PECVD)は、低温で高密度の膜を形成する成膜技術です。PECVDは、CVDリアクター内でプラズマ(部分的に電離した自由電子含有量の高い(約50%)ガス)を添加することで行われます。これは100℃~400℃で行われる低温成膜法です。PECVDが低温で実行できるのは、自由電子のエネルギーによって反応性ガスが解離し、ウェーハ表面に膜を形成するためです。
この堆積方法では、2 種類の異なるプラズマが使用されます。
- コールド(非熱的):電子は中性粒子やイオンよりも高温です。この方法では、堆積チャンバー内の圧力を変化させることで電子のエネルギーを利用します。
- 熱: 電子は堆積室内の粒子やイオンと同じ温度です。
堆積チャンバー内では、ウェハの上下の電極間に高周波電圧が送られます。これにより電子が充電され、励起状態が維持され、目的の膜が堆積されます。
PECVD によるフィルム成長には 4 つのステップがあります。
- 堆積チャンバー内の電極上にターゲット ウェーハを配置します。
- 反応性ガスと堆積元素をチャンバーに導入します。
- プラズマを電極間に送り、電圧をかけてプラズマを励起します。
- 反応性ガスは解離してウェーハ表面と反応し、薄膜を形成し、副産物はチャンバー外に拡散します。
- 堆積される一般的な膜:シリコン酸化物、シリコン窒化物、アモルファスシリコン、シリコン酸窒化物(SixOyNz).
APCVD
大気圧化学気相成長法(APCVD)は、標準大気圧の炉内で行われる低温堆積技術です。他のCVD法と同様に、APCVDでは堆積チャンバー内に前駆体ガスを導入し、その後温度を徐々に上昇させることでウェハ表面での反応を触媒し、薄膜を堆積します。この方法はシンプルなため、堆積速度が非常に高速です。
- 一般的な成膜:ドープおよび非ドープのシリコン酸化物、シリコン窒化物。また、アニーリング.
HDP CVD
高密度プラズマ化学気相成長法(HIGH-DPC)は、高密度プラズマを使用するPECVDの一種で、これによりウェーハは堆積チャンバー内でさらに低温(80℃~150℃)で反応することが可能になります。これにより、優れたトレンチ埋め込み性能を備えた膜が生成されます。
- 堆積される一般的な膜:二酸化ケイ素(SiO2)、窒化シリコン(Si3N4)、炭化ケイ素(SiC).
SACVD
大気圧下化学蒸着法は、標準室内圧力以下で行われ、オゾン(O3)は反応の触媒作用を助けるために使用されます。堆積プロセスは、LPCVDよりも高い圧力で行われますが、APCVDよりも低い圧力、つまり約13,300 Paから80,000 Paの範囲で行われます。SACVD膜は堆積速度が高く、温度が上昇するにつれて約490°Cまで向上しますが、それ以上になると速度が低下し始めます。
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