PECVD
更新时间:2023-09-11 19:52:01 阅读量: 教育文库 文档下载
PECVD
一:PECVD的应用:
PECVD主要用于进行电介质薄膜的沉积, 在芯片生产过程中,金属薄膜之间, 电容等作为导电薄膜之间的隔离作用.如下图, ILD; IMD以及PASSVATION层SiO2 以及SiN薄膜都是运用到了PECVD.
可以用到PECVD 制成的薄膜有如下:
SiH4+N2O plasma SiOx(Hy) + other volatiles (200~400C)
SiH4+N2+NH3 plasma SiNx(Hy) + other volatiles (400C)
SiH4+N2O+NH3+N2 plasma SiOxNy(Hz) + other volatiles (400C)
SiH4+N2O+He plasma SiOxNy(Hz) + other volatiles (400C)
二:PECVD的原理:
CVD: 化学气相沉积(Chemical vapor deposition,简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程
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A). 反应气体流经反应腔体,经过反应基片。
B). 反应气体扩散到反应基片的表面。
C). 反应气体物理吸附在基片的表面。
D). 反应气体在基片表面横向移动。
E). 反应气体发生化学反应。
F). 反应副产物一般为气体,从基片表面脱离。
G). 反应副产物扩散到气流中。
H). 反应副产物被真空泵抽走。
PECVD:就是在普通CVD的基础上加入交流电场,使反应气体离化,形成等离子体,即电浆。以增强CVD反应物的活性,提高反应强度,所以称为电浆增强型CVD.
例如:二氧化硅的淀积温度接近于660℃。这样的温度可能会导致合金铝与硅表面的相互连接。这是人们所不能接受的。解决该问题的方法之一就是采用增强的等离子体,增加淀积能量。增强的能量允许在最高450摄氏度的条件下,在铝层上进行淀积。物理上讲,增强的等离子系统类似于等离子体刻蚀。它们都
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具有在低压下工作的平行板反应室,由射频引入的辉光放电,或其他等离子体源,用于在淀积气体内产生等离子体。低压与低温的结合提供了良好的薄膜均匀性和生产能力。PECVD反应室还具有在淀积前利用等离子体对晶圆进行刻蚀和清洗的功能。其反应腔体如下所示:
三:PECVD的优势
1降低反应温度,低温反应节省加热所需的能量,降低高温所需的硬件设施,使制成更容易实现,同时,减少高温反应对前道金属层的损害。
2提高反应速度,使反应更充分,增加产出量。
3可以通过调节离子体浓度而调节薄膜的折射率,从而改善薄膜的性质。
四:PECVD 薄膜的重要参数
1,沉积速率: 直接影响产出量,从而影响机台的表现。沉积速率受反应温度,气流大小,交流电场的影响。 沉积速率=沉积厚度/沉积时间
2.介电常数:影响电容的大小,从而影响电路的延时。所以当我们用在逻辑电路时,我们要减小介电常数从而减小延时。而对于存储电路,我们需要增大介电常数从而增大电容器的电容。介电常数受反应气体比例;交流电场;反应气压,反应温度等多个因素的影响。
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3.折射率:薄膜的折射率可以反应薄膜的成分,以及我们测量薄膜的厚度时,需要折射率计算。折射率的原理如下:
折射率受薄膜成分的影响较大,所以所有影响薄膜成分的因数都会影响折射率
4.应力:需要控制薄膜的应力,从而减少应力对产品的伤害。同样应力受反应温度,气流大小,交流电场的影响。应力测试原理如下
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