薄膜气相淀积工艺演示文稿.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 当前第31页\共有54页\编于星期六\10点 * 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 当前第32页\共有54页\编于星期六\10点 * 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+O2 SiO2 +2H2 4PH3+5O2 2P2O5 +6H2（钝化层sio2） 400℃ 400℃ 当前第33页\共有54页\编于星期六\10点 * 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)4 SiO2 +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(OC2 H5)4+O2→SiO2 +副产物，产物平整度很好， 但反应温度一般大于600℃。 当前第34页\共有54页\编于星期六\10点 * 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 当前第35页\共有54页\编于星期六\10点 * APCVD TEOS-O3改善后的台阶覆盖 当前第36页\共有54页\编于星期六\10点 * 当前第37页\共有54页\编于星期六\10点 * 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 当前第38页\共有54页\编于星期六\10点 * 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 LPCVD 3SiH2Cl2+7NH3?Si3N4 ? +3NH4CL ? +3HCl? +6H2 ? PECVD 3SiH4 + 4NH3 ? Si3N4 + 12H2 当前第39页\共有54页\编于星期六\10点 * 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 + 3H2 ２SiH4 + N2 →2SiNH + 3H2 当前第40页\共有54页\编于星期六\10点 薄膜气相淀积工艺演示文稿 当前第1页\共有54页\编于星期六\10点 （优选）薄膜气相淀积工艺 当前第2页\共有54页\编于星期六\10点 * 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 当前第3页\共有54页\编于星期六\10点 * Silicon substrate Oxide 宽 长 厚 与衬底相比 薄膜非常薄 Figure 11.4 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。 当前第4页\共有54页\编于星期六\10点 * 对薄膜的要求 Desired composition, low contaminates, good electrical and mechanical properties. 组分正确，沾污少，电和 机械性能好 Uniform th