微纳集成电路制造工艺教学课件第7章化学气相淀积工艺(1）.pptxVIP

微纳集成电路制造工艺Micro-nanoscaleIntegratedCircuitFabricationProcess西安电子科技大学集成电路学部微电子学院戴显英“集”“微”成著·用“芯”圆梦

第七章化学气相淀积Chapter7CVD-ChemicalVapourDeposition（一）西安电子科技大学微电子学院戴显英2024.04.10

第六章PVD：技术特征与局限1）（真空）蒸发法优点：较高淀积速率，较高薄膜质量(系统真空度高)缺点：温度高，台阶覆盖能力差，淀积多元薄膜时组份难控制2）溅射法优点：低温，多元薄膜组份易控制，台阶覆盖能力强应用：溅射法在很大程度上已经取代了真空蒸发法第六章物理气相淀积PhysicalVaporDeposition蒸发溅射工艺原理利用蒸发材料熔化或升华时产生的蒸气进行薄膜淀积具有动能的等离子轰击靶材料，使靶原子逸出并被溅射到晶片上。技术特征被蒸发原子或分子只具有能量被溅射出原子只有动能淀积特征台阶覆盖蒸发粒子无方向性差溅射粒子有方向性好

本章主要内容CVD概述CVD氧化硅与热生长氧化硅CVD介质薄膜的应用CVD模型：CVD技术：CVD多晶硅CVD二氧化硅CVD氮化硅CVD金属CVD与PVDApplicationofCVDdielectricfilmsCVDSiO2andthermaloxidationSiO2CVDModel重点掌握CVDTechnologyCVDPolysiliconCVDSilicondioxideCVDSi3N4CVDMetalCVDandPVDIntroduction熟悉微纳集成电路工艺第七章化学气相淀积

学习要求与重点难点熟悉CVD的工艺特性及CVD薄膜的应用熟悉APCVD、LPCVD和PECVD的技术特性熟悉并掌握GroveModel、边界层、CVD淀积速率及影响因素熟悉并掌握各种薄膜的CVD淀积工艺及特性：多晶硅、二氧化硅、氮化硅、金属（W、Ti/TiN)熟悉CVD与PVD的特性对比，能熟练利用CVD理论对实际问题进行分析。重点：GroveModel与淀积速率，各种CVD薄膜及应用难点：GroveModel与淀积速率，边界层理论。学习目标重点与难点学习方法：对照PVD-物理气相淀积工艺技术微纳集成电路工艺第七章化学气相淀积

化学气相淀积：CVD，ChemicalVapourDeposition。通过气态物质化学反应，在衬底上淀积一层薄膜的工艺过程CVD薄膜：集成电路工艺所需的几乎所有薄膜，如SiO2、Si3N4、PSG、BSG（绝缘介质）、多晶硅、金属（互连线/接触孔/电极）、单晶硅（外延）等CVD特点（相对于PVD）：温度低、薄膜成分和厚度易于控制、均匀性和重复性好、台阶覆盖好、适用范围广、设备简单等CVD技术：常压CVD（APCVD）、低压CVD（LPCVD）和等离子增强CVD（PECVD）；MOCVD（化合物半导体GaAs、GaN）CVD应用：IC制造、保护涂层、新能源、超导、传感器等7.1CVD概述-CVDIntroduction微纳集成电路工艺第七章化学气相淀积

氧化生长SiO2O来源于气源，Si来源于衬底氧化物生长消耗硅衬底氧化温度高、氧化速率慢高质量CVDSiO2O和Si都来自气态源，不消耗Si衬底淀积在衬底表面生长温度低（如PECVD）、生长速率高CVD的SiO2vs.氧化的SiO27.1CVD概述-CVDIntroduction微纳集成电路工艺第七章化学气相淀积

集成电路制造中几乎所有的薄都用CVD工艺来淀积，包括介质膜、半导体膜、导体膜等介质：SiO2、Si3N4、PSG、BSG、Al2O3、TiO2半导体：外延Si、Ge、GaAs、GaP、AlN、InAs导体（金属）：Al、Cu、Ni、Au、Pt、Ti、W、Mo、WSi2、多晶硅（掺杂）CVD薄膜7.1CVD概述-CVDIntroduction微纳集成电路工艺第七章化学气相淀积

STI：浅槽隔离，USGSidewallspacer：侧墙,USG（未掺杂SiO2)PMD：金属前介质介质，SiN+BPSG（掺B、P的SiO2）IMD：金属间介质，USG(ILD)：层间介质，BPSG或USGWCVD：（接触孔/通孔）钨塞，CVD淀积TiN：势垒层（阻挡层），防止金属W的扩散PD：钝化层（保护介质），SiO2+SiNCVD介质薄膜的应用（熟悉，结合第11、13章）7.1CVD概述-CVDIntroduction微纳集成电路工艺第七章化学气相淀积

浅槽隔离(STI)现代隔离工艺工艺步骤：如下所示SiN-CMP停止层，SiO2-缓冲层（padoxi