化學氣相沉積 (Chemical Vapor Deposition, CVD)是指不同分壓的多種氣相狀態反應物在一定溫度和氣壓下發生化學反應,生成的固態物質沉積在襯底材料表面,從而獲得所需薄膜的工藝技術。在傳統集成電路制造工藝中,所獲得的薄膜材料一般為氧化物、氮化物、碳化物等化合物或多晶硅、非晶硅等材料。45nm 節點后比較常用的選擇性外延 (Selective Epitaxy)技術,如源漏 SiGe 或 Si 選擇性外延生長,也是一種CVD 技術,這種技術可在硅或其他材料單晶襯底上順著原有晶格繼續形成同種類或晶格相近的單晶材料。CVD廣泛用于絕緣介質薄膜(如 SiO2、Si3N4和 SiON等)及金屬薄膜(如 W 等)的生長。在一定的溫度下,基本的化學反應為
SiH4 + O2 ———> SiO2 + 2H2
SiH4 + 2PH3 + O2 ———> SiO2 + 2P + 5H2
SiH4 + B2H6+ O2 ———> SiO2 + 2B+ 5H2
3SiH4 + 4NH3 ———> Si3N4+ 12H2
用來作為反應的氣體還有 N2O、Si (C2H5O)4、SiCl2H2、WF6等。通常,按照壓力分類,CVD 可分為常壓化學氣相沉積 ( Atmospherie Pressure CVD,APCVD)、亞常壓化學氣相沉積 (Sub Atmospheric Pressure CVD)和低壓化學氣相沉積 (Low Pressure CVD, LPCVD):按照溫度分類,CVD 可分為高溫/低溫氧化膜化學氣相沉積(HTO/LTO CVD) 和快速熱化學氣相沉積 (Rapid ThermalCVD,RTCVD);按照反應源分類,CVD 可分為硅烷基化學氣相沉積 (Silane-Based CVD)、聚酯基化學氣相沉積 (TEOS-Based CVD)和金屬有機氣相沉積(MOCVD);按照能量分類,CVD 可分為熱能化學氣相沉積 (Thermal CVD)、等離子體增強化學氣相沉積 (Plasma Enhanced CVD, PECVD)和高密度等離子體化學氣相沉積 (High Density Plasma CVD, HDPCVD);近期還發展出縫隙填充能力極好的流動性化學氣相沉積(Flowable CVD,FCVD)。不同的CVD 生長的膜的特性(如化學成分、介電常數、張力、應力和擊穿電壓)都有差別,可根據不同的工藝要求(如溫度、臺階覆蓋率、填充要求等)而分別使用。
審核編輯 :李倩
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原文標題:化學氣相沉積工藝(Chemical Vapor Deposition,CVD)
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