第三章 CVD沉积.pdf

CVDPVD 《大规模集成电路制造工艺》 1 MOSFET结构 2 两类主要沉积方式 1) 化学气相淀积 : Chemical Vapor Deposition (CVD) 一种或数种物质的气体，以某种方式激活后，在衬底表面发 生化学反应，并淀积出所需固体薄膜的生长技术。 例如: APCVD, LPCVD, PECVD, HDPCVD 2) 物理气相淀积 : Physical Vapor Deposition (PVD) 利用物理过程实现物质的转移，即将原子或分子转移到衬 底（硅）表面上，并淀积成薄膜的技术。 例如: 蒸发(evaporation),溅射(sputtering) 3 CVD反应 CVD反应必须满足三个挥发性标准: 在淀积温度下,反应剂必须具备足够高的蒸汽压; 除淀积物质外,反应产物必须是挥发性的; 淀积物本身必须具有足够低的蒸气压 ; (1)反应剂被携带气体引入反应器后,在衬底表面附近形成 “滞留层”,然后,在主气流中的反应剂越过边界层扩散到 硅片表面 (2)反应剂被吸附在硅片表面，并进行化学反应 (3)化学反应生成的固态物质,即所需要的淀积物,在硅片表 面成核、生长成薄膜 . (4)反应后的气相副产物,离开衬底表面,扩散回边界. 4 APCVD Atmosphere Pressure Chemical Vapor Deposition 沉积速度快: 1000A/min ；均匀性差; 粒子污染;台阶覆盖差 5 LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition 优点：沉积均匀；颗粒少； 缺点：沉积速率低； 6 PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 优点: 温度低； 缺点：容量有限，腔壁上沉积物疏松 7 二氧化硅的沉积 低温淀积时(300 ℃500℃): APCVD反应炉中或LPCVD反应炉； SiH +O SiO +2H 4 2 2 2 4PH 5O 2P O 6H 3 2 2 5 2 无掺杂激活能为0.6eV; 有磷掺杂几乎为0 ； PECVD反应炉： SiH +2N O SiO +2N +2H O 4 2 2 2 2 8 二氧化硅的沉积 中等温度(500℃800℃) Si OC H  SiO 副产物 2 5 4 2 四乙氧基硅烷[S