第五章薄膜淀积工艺中

发布者:admin 发布时间:2019-10-26 03:29 浏览次数:

  薄膜淀积(薄膜淀积(Thin Film Deposition Thin Film Deposition)工艺 )工艺 概述概述 真空技术与等离子体简介真空技术与等离子体简介((第第10 10章章)) 化学气相淀积工艺化学气相淀积工艺((第第13 13章章)) 物理气相淀积工艺物理气相淀积工艺((第第12 12章章)) 小结小结 参考资料: 参考资料: 《《微电子制造科学原理与工程技术 微电子制造科学原理与工程技术》》第第10 10、、12 12、、13 13章章 (电子讲稿中出现的图号是该书中的图号) (电子讲稿中出现的图号是该书中的图号) 引言引言 CVDCVD工艺原理 工艺原理 CVDCVD技术分类及设备简介 技术分类及设备简介 典型物质(材料)的典型物质(材料)的CVD CVD工艺 工艺 三、化学气相淀积工艺 三、化学气相淀积工艺 参考资料: 参考资料: 《《微电子制造科学原理与工程技术 微电子制造科学原理与工程技术》》第第13 13章章 (电子讲稿中出现的图号是该书中的图号) (电子讲稿中出现的图号是该书中的图号) 11. 化学气相淀积AP APCVD CVD,,AAtmospheric tmospheric PPressure CVD ressure CVD 22. 低压低压化学气相淀积 化学气相淀积 LP LPCVD CVD,,LLow ow PPressure CVD ressure CVD 33. 等离子体增强等离子体增强化学气相淀积 化学气相淀积 PE PECVD CVD,,PPlasma lasma EEnhanced CVD nhanced CVD 44. 其他特殊的其他特殊的CVD CVD工艺: 工艺:金属 金属CVD CVD,,RT RTCVD CVD,,…… (三)CVDCVD 技术 技术分类 分类及及设备 设备简介 简介 图图13.9 13.9 连续供片式 连续供片式APCVD APCVD系统 系统 特点 特点:在 :在大气压下 大气压下进行, 进行,设备简单 设备简单,,反应速率快 反应速率快,,适于介质 适于介质淀积 SiOSiO 22 淀积工艺: 淀积工艺: OO22 与与SiH SiH 44 气体 气体流量比 流量比大于 大于 3:1 3:1时,可获得化学配比的 时,可获得化学配比的 SiO SiO 22 NN22 用做 用做稀释气体 稀释气体。。 加入加入磷烷 磷烷((PH PH 33 ))可形成 可形成磷磷 硅玻璃 硅玻璃((PSG PSG))。。 问题: 问题: 气体喷嘴处的淀积造成 气体喷嘴处的淀积造成 硅片上的 硅片上的颗粒沾污 颗粒沾污 化学气相淀积(APAPCVD CVD)) 图图13 13..11 11 用于 用于使喷嘴处淀积 使喷嘴处淀积最小化的喷头设计 最小化的喷头设计 图图13.12 13.12 常见 常见LP LPCVD CVD反应器结构 反应器结构 特点特点:在 :在低气压 低气压下 下((0.1~1Torr 0.1~1Torr))进行,淀积 进行,淀积均匀性好 均匀性好,, 适于 适于介质 介质和 和半导体材料 半导体材料的淀积。 气压降低气压降低 分子平均自由程分子平均自由程 和扩散率增加 和扩散率增加 淀积主要受淀积主要受 表面 表面化学反应速率 化学反应速率控制 控制 气气流不是关键参数 流不是关键参数 22..低压 低压化学气相淀积( 化学气相淀积(LP LPCVD CVD)) ((22) 反应器结构:反应器结构: 冷壁系统:冷壁系统:减少壁上淀积 减少壁上淀积 热壁系统热壁系统::装片量大,温度 装片量大,温度 均匀,壁上淀积严重 均匀,壁上淀积严重 气压降低也可 气压降低也可减少气相成核 减少气相成核 整批式 整批式热壁 热壁LP LPCVD CVD反应器结构图 反应器结构图 多晶硅 多晶硅 SiH SiH 44 /Ar(He) /Ar(He) 620620 Si Si 33 NN 44 SiH SiH 22 Cl Cl +NH+NH 33 750 750~~800 800 SiOSiO 22 SiH SiH 22 Cl Cl 22 22OO 910910 PSG PSG SiH SiH 44 +PH +PH 33 450450 BSG BSG SiH SiH 44 22HH 66 450450 AP APCVD CVD气压: 气压:11atm atm LP LPCVD CVD气压: 气压:~ 00..001001atm atm 淀积速率下降 淀积速率下降1000 1000倍? 错误错误,因为淀积速率 ,因为淀积速率不仅取决于总压强 不仅取决于总压强,,还受分压强影响 还受分压强影响 LPLPCVD CVD 的典型 的典型应用 应用 LPLPCVD CVD的的问题 问题:淀积 :淀积温度较高 温度较高、淀积 、淀积速率偏低 速率偏低、、颗粒沾污 颗粒沾污 33. 等离子体等离子体化学气相淀积( 化学气相淀积(PE PECVD CVD) SiSi 33 SiH22 Cl Cl 22 +NH +NH 33 PSG: SiH PSG: SiH 44 +PH +PH 33 22PE PECVD CVD的反应能量来源于 的反应能量来源于RF RF等离子体 等离子体,同时等离子体也使反应 ,同时等离子体也使反应 物质的表面扩散长度增加,从而改善厚度 物质的表面扩散长度增加,从而改善厚度均匀性 均匀性和和台阶覆盖 台阶覆盖。。 冷壁平行板 冷壁平行板PECVD PECVD 热壁平行板 热壁平行板PECVD PECVD 特点特点:在低温下( :在低温下(


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