《微細加工cv》ppt課件-文庫吧
2025-04-14 01:44 本頁面
【正文】 異質反應生成固體薄膜 ； 氣體副產物解吸附； 副產物離開硅片表面； 副產物離開反應室。 CVD 過程中與淀積速率有關的兩個關鍵步驟是： ? ?gs1 g g g g s()dd CCCJ D D h C Cy ??? ? ? ? ?式中， ，稱為 氣相質量轉移系數(shù) ， a = ~ 2。 ggaDhT??? 在硅片表面處發(fā)生反應，生成薄膜。消耗掉的反應劑的粒子流密度為 2 s sJ k C?式中， ，稱為 表面反應速率常數(shù) 。 as eEkTk ?? 反應氣體以擴散方式穿過滯流層到達硅片表面，并被吸附于硅片表面。這稱為 質量輸運過程 。擴散流密度為 將以上各方程聯(lián)立求解，可得 g s ggg s s g11C k hJCh k k h?? ?? 穩(wěn)態(tài)時， J1 = J2 = J ，且淀積速率正比于 J 。 ggaDhT???as eEkTk ??式中， 當溫度較高時， hg ks ， J = hgCg ，淀積速率由 hg 決定。由于 hG 與氣流密切有關，所以這時淀積速率與氣流的關系很密切 ，必須嚴格控制氣體流量與反應室?guī)缀涡螤?，通常是單片或小批量系統(tǒng)。溫度增加時 hg 也會增大，但比較平緩。 當溫度較低時， hg ks ， J = ksCg ，淀積速率由 ks 決定。由于 ks 與溫度密切有關，所以這時淀積速率與溫度的關系很密切，必須嚴格控制溫度及其均勻性，常采用熱壁系統(tǒng)。這時淀積速率與氣流的關系不大，可設計成大批量系統(tǒng)。 g s ggg s s g,11 C k hJCh k k h?? ?? gg ,aDhT???as eEkTk ?? 此外， Dg 和 與氣壓有關 ，所以在不同的氣壓范圍， hg和 ks 的相對大小也不同。 ? 除了 淀積速率 以外，評價 CVD 系統(tǒng)的指標還有 薄膜應力 、臺階覆蓋 和 薄膜的組分 等。 CVD 薄膜的臺階覆蓋性通常是很好的。 CVD 薄膜的主要問題是薄膜的化學組分。例如，在硅烷分解工藝形成的硅薄膜中可能含有高濃度的氫，使薄膜的密度降低。反應室中殘存的氧和水可能與硅反應形成 SiO2 。用 CVD 法生長的 SiO2 膜中也可能含有其它化學成分而使薄膜的密度降低，通常需要在高溫下氧氣中進行 “增密” 處理。 反應室是開放的 ，分為臥式和立式兩種 ，以臥式更常用 。在 APCVD 的壓力和溫度范圍內 hg 和 ks 處于同一數(shù)量級，必須考慮氣流的影響，所以硅片應水平放置。為避免反應劑在反應室壁上淀積并產生掉渣， APCVD 通常采用冷壁方式。 APCVD 中影響膜厚均勻性的因素： (1) 的不均勻，(2) 反應劑濃度由前至后的下降。改進方法是將基座設計成斜坡狀，或采用 LPCVD 技術。 )(x?氣流 常壓 CVD (1) SiH4 + O2 系統(tǒng)， T = 300 ~ 400 oC SiH4 + 2 O2 SiO2 + 2 H2O (3) TEOS + O2 系統(tǒng)， T = 500 ~ 700 oC Si(OC2H5)4 + 12 O2 SiO2 + 8 CO2 + 10 H2O (2) SiH4 + NO2 系統(tǒng)， T = 300 ~ 900 oC
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