薄膜气相淀积工艺.pptVIP

*典型物质淀积简介SiO2生长：低温CVD氧化层：低于500℃中等温度淀积：500～800℃高温淀积：900℃左右一、二氧化硅（SiO2）薄膜第31页，共56页，星期日，2025年，2月5日*1.SiO2的用途非掺杂SiO2:用于离子注入或扩散的掩蔽膜，多层金属化层之间的绝缘，场区氧化层掺杂SiO2:用于器件钝化，磷硅玻璃回流，将掺磷、硼或砷的氧化物用作扩散源第32页，共56页，星期日，2025年，2月5日*2.淀积SiO2的方法:硅烷法和TEOS法A.硅烷和氧反应低压化学气相淀积(LPCVD)：＜500℃SiH4+O2SiO2+2H24PH3+5O22P2O5+6H2（钝化层sio2）400℃400℃第33页，共56页，星期日，2025年，2月5日*TEOS是正硅酸乙脂。分子式为Si(C2H5O)4，室温下是一种液体。可以直接分解生成SiO2层。650～750℃Si(OC2H5)4SiO2+4C2H4+2H2用TEOS分解法具有温度低，均匀性好，台阶覆盖优良、膜质量好等优点另一种是通过TEOS与O2/O3反应，来得到SiO2。Si(OC2H5)4+O2→SiO2+副产物，产物平整度很好，但反应温度一般大于600℃。第34页，共56页，星期日，2025年，2月5日*臭氧（O3）包含三个氧原子，比氧气有更强的反应活性，因此，这步工艺可以不用等离子体，在低温下（如400℃）进行，因为不需要等离子体，O3就能使TEOS分解，因此反应可以在常压（APCVD,760托）或者亚常压(SAPCVD，600托)下。所以用O3代替O2与TEOS反应可以大大降低反应温度。通过降低反应所需激活能以得到足够反应能量。因此用在集成电路制造后段工艺中。优点：对于高的深宽比槽有良好的覆盖填充能力。缺点：SiO2膜多孔，因而通常需要回流来去掉潮气并增加膜密度。用TEOS－O3淀积SiO2第35页，共56页，星期日，2025年，2月5日*APCVDTEOS-O3改善后的台阶覆盖第36页，共56页，星期日，2025年，2月5日*第37页，共56页，星期日，2025年，2月5日*二、氮化硅薄膜1.氮化硅薄膜在集成电路中的主要应用,有三个方面:(1)用作为硅选择氧化和等平面氧化的氧化掩膜；(2)钝化膜；(3)电容介质。氮化硅的化学汽相淀积：中等温度(780～820℃)的LPCVD或低温(300℃)PECVD方法淀积第38页，共56页，星期日，2025年，2月5日*2.低压化学气相淀积氮化硅薄膜A、氮化硅的低压淀积方程式：氮化硅的低压化学气相淀积主要通过硅烷、二氯二氢硅与氨在700-8000C温度范围内反应生成。主要反应式如下LPCVD3SiH2Cl2+7NH3?Si3N4?+3NH4CL?+3HCl?+6H2?PECVD3SiH4+4NH3?Si3N4+12H2第39页，共56页，星期日，2025年，2月5日*3.等离子体增强化学气相淀积氮化硅薄膜A、等离子淀积优点及方程式：等离子增强CVD的突出优点是淀积温度低，最常用的温度是300－3500C。等离子体增强化学气相淀积氮化硅，常由SiH4与氨或SiH4与氮在氩等离子气氛下反应，其反应式如下：SiH4+NH3→SiNH+3H2２SiH4+N2→2SiNH+3H2 第40页，共56页，星期日，2025年，2月5日*用LPCVD和PECVD氮化硅的性质第41页，共56页，星期日，2025年，2月5日*高密度等离子体淀积腔Photo11.4第42页，共56页，星期日，2025年，2月5日第1页，共56页，星期日，2025年，2月5日*第2页，共56页，星期日，2025年，2月5日*半导体薄膜：Si，GaAs介质薄膜:SiO2,BPSG,Si3N4,金属薄膜:Al,Cu在集成电路制备中，许多材料由淀积工艺形成第3页，共56页，星期日，2025年，2月5日*SiliconsubstrateOxide宽长厚与衬底相比薄膜非常薄Figure11.4薄膜是指一种在衬底上生长的薄固体物质。如果一种固体物质具有三维尺寸，那么薄膜是指一维尺寸远远小于两外两维上的尺寸。第4页，共56页，星期日，2025年，2月5日*对薄膜的要求Desiredcompo