Substrato sic para revestimento de filme CVD

Deposição de vapor químico

O óxido de deposição de vapor químico (DCV) é um processo de crescimento linear, onde um precursor deposita um filme fino em uma bolacha em um reator. O processo de crescimento é de baixa temperatura e tem uma taxa de crescimento muito maior quando comparado aóxido térmico. Ele também produz camadas de dióxido de silício muito mais finas porque o filme é despojado, em vez de crescido. Esse processo produz um filme com alta resistência elétrica, que é ótima para uso em dispositivos ICS e MEMS, entre muitas outras aplicações.

O óxido de deposição de vapor químico (DCV) é realizado quando uma camada externa é necessária, mas o substrato de silício pode não ser capaz de ser oxidado.

Crescimento de deposição de vapor químico:

O crescimento da DCV ocorre quando um gás ou vapor (precursor) é introduzido em um reator de baixa temperatura, onde as bolachas são dispostas verticalmente ou horizontalmente. O gás se move através do sistema e distribui uniformemente pela superfície das bolachas. À medida que esses precursores se movem através do reator, as bolachas começam a absorvê -las em sua superfície.

Uma vez que os precursores se distribuam uniformemente por todo o sistema, as reações químicas começam ao longo da superfície dos substratos. Essas reações químicas começam como ilhas e, à medida que o processo continua, as ilhas crescem e se fundem para criar o filme desejado. As reações químicas criam biprodutos na superfície das bolachas, que se difundem através da camada limite e fluem para fora do reator, deixando apenas as bolachas com o revestimento de filme depositado.

Figura 1

Benefícios da deposição de vapor químico:

• Processo de crescimento de baixa temperatura.
• Taxa de deposição rápida (especialmente APCVD).
• Não precisa ser um substrato de silício.
• Boa cobertura de passo (especialmente PECVD).

Figura 2
Deposição de dióxido de silício vs. crescimento

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Tipos de CVD

LPCVD

A deposição de vapor químico de baixa pressão é um processo padrão de deposição de vapor químico sem pressurização. A principal diferença entre LPCVD e outros métodos de CVD é a temperatura de deposição. O LPCVD usa a temperatura mais alta para depositar filmes, normalmente acima de 600 ° C.

O ambiente de baixa pressão cria um filme muito uniforme com alta pureza, reprodutibilidade e homogeneidade. Isso é realizado entre 10 a 1.000 pA, enquanto a pressão da sala padrão é de 101.325 p.

• Filmes comuns depositados:Polissilício, óxidos dopados e não dopados,nitreto.

Pecvd

A deposição de vapor químico aprimorada no plasma é uma técnica de deposição de alta densidade de filme de baixa temperatura. O PECVD ocorre em um reator CVD com a adição de plasma, que é um gás parcialmente ionizado com um alto teor de elétrons livres (~ 50%). Este é um método de deposição de baixa temperatura que ocorre entre 100 ° C - 400 ° C. O PECVD pode ser realizado em baixas temperaturas, porque a energia dos elétrons livres dissocia os gases reativos para formar um filme na superfície da wafer.

Este método de deposição usa dois tipos diferentes de plasma:

1. Frio (não térmico): Os elétrons têm uma temperatura mais alta que as partículas e íons neutros. Este método usa a energia dos elétrons alterando a pressão na câmara de deposição.
2. Térmica: Os elétrons são a mesma temperatura que as partículas e íons na câmara de deposição.

Dentro da câmara de deposição, a tensão de radiofrequência é enviada entre os eletrodos acima e abaixo da bolacha. Isso cobra os elétrons e os mantém em um estado excitável para depositar o filme desejado.

Existem quatro etapas para o cultivo de filmes via PECVD:

1. Coloque a bolacha alvo em um eletrodo dentro da câmara de deposição.
2. Introduzir gases reativos e elementos de deposição na câmara.
3. Envie o plasma entre os eletrodos e aplique tensão para excitar o plasma.
4. O gás reativo se dissocia e reage com a superfície da wafer para formar um filme fino, os subprodutos difundem fora da câmara.

• Filmes comuns depositados: óxidos de silício, nitreto de silício, silício amorfo,Oxinitretos de silício (Si_xO_yN_z).

APCVD

A deposição de vapor químico de pressão atmosférica é uma técnica de deposição de baixa temperatura que ocorre em um forno à pressão atmosférica padrão. Como outros métodos de CVD, o APCVD requer um gás precursor dentro da câmara de deposição e a temperatura aumenta lentamente para catalisar as reações na superfície da wafer e depositar um filme fino. Devido à simplicidade desse método, ele tem uma taxa de deposição muito alta.

• Filmes comuns depositados: óxidos de silício dopados e não dopados, nitretos de silício. Também usado emrecozimento.

HDP CVD

A deposição de vapor químico de alta densidade é uma versão do PECVD que usa um plasma de maior densidade, que permite que as bolachas reajam com uma temperatura ainda mais baixa (entre 80 ° C-150 ° C) dentro da câmara de deposição. Isso também cria um filme com ótimos recursos de preenchimento de valas.

• Filmes comuns depositados: dióxido de silício (SIO₂), nitreto de silício (SI₃N₄),carboneto de silício (sic).

SACVD

A deposição de vapor químico de pressão subatmosférica difere de outros métodos porque ocorre abaixo da pressão da sala padrão e usa ozônio (O₃) para ajudar a catalisar a reação. O processo de deposição ocorre a uma pressão mais alta que o LPCVD, mas menor que o APCVD, entre cerca de 13.300 pa e 80.000 pa. Os filmes de SACVD têm uma alta taxa de deposição e que melhora à medida que a temperatura aumenta até 490 ° C; nesse momento, começa a diminuir.

• Filmes comuns depositados:BPSG, Psg,Teos.

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