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已认?/p>
CVD(化学气相沉积)是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术,包括大范围的绝缘材料,大多数金属材料和金属合金材料、/p>
从理论上来说,它是很简单的:两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内,然后他们相互之间发生化学反应,形成一种新的材料,沉积到晶片表面上。淀积氮化硅?Si3N4)就是一个很好的例子,它是由硅烷和氮反应形成的、/p>
化学气相沉积法是传统的制备薄膜的技术,其原理是利用气态的先驱反应物,通过原子、分子间化学反应,使得气态前驱体中的某些成分分解,而在基体上形成薄膜。化学气相沉积包括常压化学气相沉积、等离子体辅助化学沉积、激光辅助化学沉积、金属有机化合物沉积等。不过随着技术的发展,CVD技术也不断推陈出新,出现了很多针对某几种用途的专门技术,在此特为大家盘点介绍一些CVD技术、/p>
等离子体增强化学气相沉积
等离子体增强化学气相沉积是在化学气相沉积中,激发气体,使其产生低温等离子体,增强反应物质的化学活性,从而进行外延的一种方法。该方法可在较低温度下形成固体膜。例如在一个反应室内将基体材料置于阴极上,通入反应气体至较低气?1?00Pa),基体保持一定温度,以某种方式产生辉光放电,基体表面附近气体电离,反应气体得到活化,同时基体表面产生阴极溅射,从而提高了表面活性。在表面上不仅存在着通常的热化学反应,还存在着复杂的等离子体化学反应。沉积膜就是在这两种化学反应的共同作用下形成的。激发辉光放电的方法主要有:射频激发,直流高压激发,脉冲激发和微波激发、/p>
等离子体增强化学气相沉积的主要优点是沉积温度低,对基体的结构和物理性质影响小;膜的厚度及成分均匀性好;膜组织致密、针孔少;膜层的附着力强;应用范围广,可制备各种金属膜、无机膜和有机膜、/p>
热丝化学气相沉积
热丝CVD采用高温下的低压气相沉积,碳氢化合物在高温下发生化学反应,生成膜先驱物,当样品温度合适时,这些膜先驱物在样品表面沉积形成金刚砂膜。低压化学气相沉积形成的膜层厚度及成分较为均匀,膜层致密、/p>
CVD化学气相沉积的基本特征为9/p>
产生化学变化(化学反应或热分解):/p>
膜中所有材料都来源于外部的源;
反应物必须以气相形式参与反应、/p>
热丝CVD的基本化学反应为加热分解化合物(化学键断裂),及光分解(利用辐射能使化合物化学键断裂)。灯丝(钨丝或钽丝)通电后加热到2000摄氏度,气体(氢气,甲烷)传输至灯丝处,分解形成碳氢活性集团,黏附扩散至样片附近,当样品温度在600-1000摄氏度时,碳氢活性集团发生反应形成晶核,晶核形成岛状物,岛状物形成连续膜层,反应副产物脱离样片表面,流出生长室、/p>
高密度等离子体化学气相淀?/p>
HDP-CVD 是一种利用电感耦合等离子体 (ICP 源的化学气相沉积设备,是一种越来越受欢迎的等离子体沉积设备。HDP-CVD(也称为ICP-CVD)能够在较低的沉积温度下产生比传统PECVD设备更高的等离子体密度和质量。此外,HDP-CVD 提供几乎独立的离子通量和能量控制,提高了沟槽或孔填充能力。但是,HDP-CVD 配置的另一个显著优势是,它可以转换为用于等离子体刻蚀 ICP-RIE。在预算或系统占用空间受限时,优势明显、/p>
听起来可能很奇怪。但是这两种类型的工艺确实可以在同一个系统中运行。虽然存在一些内部差异,例如额外的气体入口,但两种设备的核心结构几乎完全相同、/p>
在HDP CVD工艺问世之前,大多数芯片厂普遍采用PECVD进行绝缘介质的填充。这种工艺对于大?.8微米的间隔具有良好的填孔效果,然而对于小?.8微米的间隙,PECVD工艺一步填充具有高的深宽比的间隔时会在间隔中部产生夹断和空洞。在探索如何同时满足高深宽比间隙的填充和控制成本的过程中诞生了HDP CVD工艺,它的突破创新之处在于,在同一个反应腔中同步地进行沉积和刻蚀工艺、/p>
微波等离子化学气相沉?/p>
微波等离子化学气相沉积技术(MPCVD)适合制备面积大、均匀性好、纯度高、结晶形态好的高质量硬质薄膜和晶体。MPCVD是制备大尺寸单晶金刚石有效手段之一。该方法利用电磁波能量来激发反应气体。由于是无极放电,等离子体纯净,同时微波的放电区集中而不扩展,能激活产生各种原子基团如原子氢等,产生的离子的最大动能低,不会腐蚀已生成的金刚石、/p>
通过对MPCVD沉积反应室结构的结构调整,可以在沉积腔中产生大面积而又稳定的等离子体球,因而有利于大面积、均匀地沉积金刚石膜,这一点又是火焰法所难以达到的,因而微波等离子体法制备金刚石膜的优越性在所有制备法中显得十分的突出、/p>
微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积
在MPCVD中为了进一步提高等离子体密度,又出现了电子回旋共振MPCVD(Electron Cyclotron Resonance CVD,简称ECR-MPCVD)。由于微波CVD在制备金刚石膜中的独有优势,使得研究人员普遍使用该方法制备金刚石膜,通过大量的研究,不仅在MPC


