《微細(xì)加工cv》ppt課件-文庫(kù)吧
2025-04-14 01:44 本頁(yè)面
【正文】 異質(zhì)反應(yīng)生成固體薄膜 ； 氣體副產(chǎn)物解吸附； 副產(chǎn)物離開(kāi)硅片表面； 副產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)室。 CVD 過(guò)程中與淀積速率有關(guān)的兩個(gè)關(guān)鍵步驟是： ? ?gs1 g g g g s()dd CCCJ D D h C Cy ??? ? ? ? ?式中， ，稱(chēng)為 氣相質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù) ， a = ~ 2。 ggaDhT??? 在硅片表面處發(fā)生反應(yīng)，生成薄膜。消耗掉的反應(yīng)劑的粒子流密度為 2 s sJ k C?式中， ，稱(chēng)為 表面反應(yīng)速率常數(shù) 。 as eEkTk ?? 反應(yīng)氣體以擴(kuò)散方式穿過(guò)滯流層到達(dá)硅片表面，并被吸附于硅片表面。這稱(chēng)為 質(zhì)量輸運(yùn)過(guò)程 。擴(kuò)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(shí)， J1 = J2 = J ，且淀積速率正比于 J 。 ggaDhT???as eEkTk ??式中， 當(dāng)溫度較高時(shí)， hg ks ， J = hgCg ，淀積速率由 hg 決定。由于 hG 與氣流密切有關(guān)，所以這時(shí)淀積速率與氣流的關(guān)系很密切 ，必須嚴(yán)格控制氣體流量與反應(yīng)室?guī)缀涡螤?，通常是單片或小批量系統(tǒng)。溫度增加時(shí) hg 也會(huì)增大，但比較平緩。 當(dāng)溫度較低時(shí)， hg ks ， J = ksCg ，淀積速率由 ks 決定。由于 ks 與溫度密切有關(guān)，所以這時(shí)淀積速率與溫度的關(guān)系很密切，必須嚴(yán)格控制溫度及其均勻性，常采用熱壁系統(tǒng)。這時(shí)淀積速率與氣流的關(guān)系不大，可設(shè)計(jì)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(guān) ，所以在不同的氣壓范圍， hg和 ks 的相對(duì)大小也不同。 ? 除了 淀積速率 以外，評(píng)價(jià) CVD 系統(tǒng)的指標(biāo)還有 薄膜應(yīng)力 、臺(tái)階覆蓋 和 薄膜的組分 等。 CVD 薄膜的臺(tái)階覆蓋性通常是很好的。 CVD 薄膜的主要問(wèn)題是薄膜的化學(xué)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(yīng)室中殘存的氧和水可能與硅反應(yīng)形成 SiO2 。用 CVD 法生長(zhǎng)的 SiO2 膜中也可能含有其它化學(xué)成分而使薄膜的密度降低，通常需要在高溫下氧氣中進(jìn)行 “增密” 處理。 反應(yīng)室是開(kāi)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(nèi) hg 和 ks 處于同一數(shù)量級(jí)，必須考慮氣流的影響，所以硅片應(yīng)水平放置。為避免反應(yīng)劑在反應(yīng)室壁上淀積并產(chǎn)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(yīng)劑濃度由前至后的下降。改進(jìn)方法是將基座設(shè)計(jì)成斜坡?tīng)?，或采? LPCVD 技術(shù)。 )(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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