Chất nền SiC cho lớp phủ màng CVD

Sự lắng đọng hơi hóa học

Oxit lắng đọng hơi hóa học (CVD) là một quá trình tăng trưởng tuyến tính trong đó khí tiền chất lắng đọng một lớp màng mỏng lên một tấm wafer trong lò phản ứng. Quá trình tăng trưởng ở nhiệt độ thấp và có tốc độ tăng trưởng cao hơn nhiều so vớioxit nhiệt. Nó cũng tạo ra các lớp silicon dioxide mỏng hơn nhiều vì màng được phủ lên thay vì được nuôi cấy. Quá trình này tạo ra một màng có điện trở cao, rất phù hợp để sử dụng trong các thiết bị IC và MEMS, cùng nhiều ứng dụng khác.

Phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) oxit được thực hiện khi cần lớp bên ngoài nhưng chất nền silicon có thể không bị oxy hóa.

Sự phát triển của lắng đọng hơi hóa học:

Sự phát triển CVD xảy ra khi khí hoặc hơi (tiền chất) được đưa vào lò phản ứng nhiệt độ thấp, nơi các tấm wafer được sắp xếp theo chiều dọc hoặc chiều ngang. Khí di chuyển qua hệ thống và phân phối đều trên bề mặt của các tấm wafer. Khi các tiền chất này di chuyển qua lò phản ứng, các tấm wafer bắt đầu hấp thụ chúng lên bề mặt của chúng.

Khi các tiền chất đã phân bố đều khắp hệ thống, các phản ứng hóa học bắt đầu dọc theo bề mặt của các chất nền. Các phản ứng hóa học này bắt đầu như các đảo, và khi quá trình tiếp tục, các đảo phát triển và hợp nhất để tạo thành lớp màng mong muốn. Các phản ứng hóa học tạo ra các sản phẩm phụ trên bề mặt của các tấm wafer, khuếch tán qua lớp ranh giới và chảy ra khỏi lò phản ứng, chỉ để lại các tấm wafer với lớp phủ màng lắng đọng của chúng.

Hình 1

Lợi ích của phương pháp lắng đọng hơi hóa học:

• Quá trình phát triển ở nhiệt độ thấp.
• Tốc độ lắng đọng nhanh (đặc biệt là APCVD).
• Không nhất thiết phải là chất nền silicon.
• Độ phủ bước tốt (đặc biệt là PECVD).

Hình 2
Sự lắng đọng silicon dioxide so với sự phát triển

Để biết thêm thông tin về lắng đọng hơi hóa học hoặc để yêu cầu báo giá, vui lòngLIÊN HỆ SVMhôm nay để nói chuyện với một thành viên trong nhóm bán hàng của chúng tôi.

Các loại CVD

LPCVD

Lắng đọng hơi hóa học áp suất thấp là một quy trình lắng đọng hơi hóa học tiêu chuẩn không cần áp suất. Sự khác biệt chính giữa LPCVD và các phương pháp CVD khác là nhiệt độ lắng đọng. LPCVD sử dụng nhiệt độ cao nhất để lắng đọng màng, thường là trên 600°C.

Môi trường áp suất thấp tạo ra một lớp màng rất đồng nhất với độ tinh khiết, khả năng tái tạo và tính đồng nhất cao. Quá trình này được thực hiện trong khoảng 10 – 1.000 Pa, trong khi áp suất phòng tiêu chuẩn là 101.325 Pa. Nhiệt độ quyết định độ dày và độ tinh khiết của những lớp màng này, nhiệt độ cao hơn sẽ tạo ra lớp màng dày hơn và tinh khiết hơn.

• Các loại phim thường được gửi:polysilicon, oxit pha tạp và không pha tạp,nitrua.

PECVD

Lắng đọng hơi hóa học tăng cường plasma là một kỹ thuật lắng đọng nhiệt độ thấp, mật độ màng cao. PECVD diễn ra trong lò phản ứng CVD với sự bổ sung của plasma, là một loại khí ion hóa một phần có hàm lượng electron tự do cao (~50%). Đây là một phương pháp lắng đọng nhiệt độ thấp diễn ra trong khoảng 100°C – 400°C. PECVD có thể được thực hiện ở nhiệt độ thấp vì năng lượng từ các electron tự do phân ly các khí phản ứng để tạo thành một lớp màng trên bề mặt wafer.

Phương pháp lắng đọng này sử dụng hai loại plasma khác nhau:

1. Lạnh (không nhiệt): electron có nhiệt độ cao hơn các hạt và ion trung tính. Phương pháp này sử dụng năng lượng của electron bằng cách thay đổi áp suất trong buồng lắng đọng.
2. Nhiệt: các electron có cùng nhiệt độ với các hạt và ion trong buồng lắng đọng.

Bên trong buồng lắng đọng, điện áp tần số vô tuyến được truyền giữa các điện cực ở trên và dưới tấm wafer. Điều này sẽ tích điện cho các electron và giữ chúng ở trạng thái dễ kích thích để lắng đọng lớp màng mong muốn.

Có bốn bước để phát triển màng thông qua PECVD:

1. Đặt tấm wafer mục tiêu lên điện cực bên trong buồng lắng đọng.
2. Đưa khí phản ứng và các thành phần lắng đọng vào buồng.
3. Truyền plasma giữa các điện cực và áp dụng điện áp để kích thích plasma.
4. Khí phản ứng phân ly và phản ứng với bề mặt wafer để tạo thành một lớp màng mỏng, các sản phẩm phụ khuếch tán ra khỏi buồng.

• Các màng phủ thông thường: oxit silic, nitrua silic, silic vô định hình,silicon oxynitride (Si_xO_yN_z).

APCVD

Lắng đọng hơi hóa học áp suất khí quyển là một kỹ thuật lắng đọng ở nhiệt độ thấp diễn ra trong lò ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Giống như các phương pháp CVD khác, APCVD yêu cầu một loại khí tiền chất bên trong buồng lắng đọng, sau đó nhiệt độ tăng dần để xúc tác các phản ứng trên bề mặt wafer và lắng đọng một lớp màng mỏng. Do tính đơn giản của phương pháp này, nó có tốc độ lắng đọng rất cao.

• Các màng phủ thông thường: oxit silic pha tạp và không pha tạp, nitrua silic. Cũng được sử dụng trongủ.

HDP-CVD

Lắng đọng hơi hóa học plasma mật độ cao là một phiên bản của PECVD sử dụng plasma mật độ cao hơn, cho phép các tấm wafer phản ứng với nhiệt độ thậm chí còn thấp hơn (từ 80°C-150°C) bên trong buồng lắng đọng. Điều này cũng tạo ra một lớp màng có khả năng lấp đầy rãnh tuyệt vời.

• Các màng phủ thông thường: silicon dioxide (SiO₂), silicon nitrua (Si₃N₄),silic cacbua (SiC).

SACVD

Phương pháp lắng đọng hơi hóa học ở áp suất dưới khí quyển khác với các phương pháp khác vì nó diễn ra dưới áp suất phòng tiêu chuẩn và sử dụng ôzôn (O₃) để giúp xúc tác phản ứng. Quá trình lắng đọng diễn ra ở áp suất cao hơn LPCVD nhưng thấp hơn APCVD, trong khoảng từ 13.300 Pa đến 80.000 Pa. Các màng SACVD có tốc độ lắng đọng cao và cải thiện khi nhiệt độ tăng cho đến khoảng 490°C, tại thời điểm đó tốc độ lắng đọng bắt đầu giảm.

• Các loại phim thường được gửi:BPSG, PSG,TỔNG HỢP.