Deposición química de vapor(enfermedad cardiovascular)Es la tecnología más utilizada en la industria de semiconductores para depositar una variedad de materiales, incluida una amplia gama de materiales aislantes, la mayoría de los materiales metálicos y materiales de aleación de metales.
La CVD es una tecnología tradicional de preparación de películas delgadas. Su principio consiste en utilizar precursores gaseosos para descomponer ciertos componentes del precursor mediante reacciones químicas entre átomos y moléculas, y posteriormente formar una película delgada sobre el sustrato. Las características básicas de la CVD son: cambios químicos (reacciones químicas o descomposición térmica); todos los materiales de la película provienen de fuentes externas; los reactivos deben participar en la reacción en fase gaseosa.
La deposición química de vapor a baja presión (LPCVD), la deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD) y la deposición química de vapor con plasma de alta densidad (HDP-CVD) son tres tecnologías de CVD comunes, que tienen diferencias significativas en la deposición de material, requisitos de equipo, condiciones del proceso, etc. La siguiente es una explicación simple y una comparación de estas tres tecnologías.
1. LPCVD (CVD de baja presión)
Principio: Proceso de CVD a baja presión. Su principio consiste en inyectar el gas de reacción en la cámara de reacción al vacío o a baja presión, descomponerlo o reaccionarlo a alta temperatura y formar una película sólida que se deposita sobre la superficie del sustrato. Dado que la baja presión reduce la colisión y la turbulencia del gas, se mejora la uniformidad y la calidad de la película. El LPCVD se utiliza ampliamente en películas de dióxido de silicio (LTO TEOS), nitruro de silicio (Si₃N₄), polisilicio (POLY), vidrio de fosfosilicato (BSG), vidrio de borofosfosilicato (BPSG), polisilicio dopado, grafeno, nanotubos de carbono y otras películas.
Características:
▪ Temperatura del proceso: generalmente entre 500~900 °C, la temperatura del proceso es relativamente alta;
▪ Rango de presión de gas: entorno de baja presión de 0,1~10 Torr;
▪ Calidad de la película: alta calidad, buena uniformidad, buena densidad y pocos defectos;
▪ Velocidad de deposición: velocidad de deposición lenta;
▪ Uniformidad: adecuado para sustratos de gran tamaño, deposición uniforme;
Ventajas y desventajas:
▪ Puede depositar películas muy uniformes y densas;
▪ Se desempeña bien en sustratos de gran tamaño, adecuado para producción en masa;
▪ Bajo costo;
▪ Alta temperatura, no apto para materiales sensibles al calor;
▪ La velocidad de deposición es lenta y el rendimiento es relativamente bajo.
2. PECVD (CVD mejorado con plasma)
Principio: Utilizar plasma para activar reacciones en fase gaseosa a bajas temperaturas, ionizar y descomponer las moléculas del gas de reacción y, posteriormente, depositar películas delgadas sobre la superficie del sustrato. La energía del plasma puede reducir considerablemente la temperatura requerida para la reacción y tiene una amplia gama de aplicaciones. Se pueden preparar diversas películas metálicas, inorgánicas y orgánicas.
Características:
▪ Temperatura del proceso: generalmente entre 200~400 °C, la temperatura es relativamente baja;
▪ Rango de presión del gas: generalmente cientos de mTorr a varios Torr;
▪ Calidad de la película: aunque la uniformidad de la película es buena, la densidad y la calidad de la película no son tan buenas como las de LPCVD debido a los defectos que puede introducir el plasma;
▪ Tasa de deposición: alta tasa, alta eficiencia de producción;
▪ Uniformidad: ligeramente inferior a LPCVD en sustratos de gran tamaño;
Ventajas y desventajas:
▪ Se pueden depositar películas delgadas a temperaturas más bajas, adecuadas para materiales sensibles al calor;
▪ Velocidad de deposición rápida, adecuada para una producción eficiente;
▪ Proceso flexible, las propiedades de la película se pueden controlar ajustando los parámetros del plasma;
▪ El plasma puede introducir defectos en la película, como poros o falta de uniformidad;
▪ En comparación con LPCVD, la densidad y la calidad de la película son ligeramente peores.
3. HDP-CVD (CVD de plasma de alta densidad)
Principio: Una tecnología especial de PECVD. La HDP-CVD (también conocida como ICP-CVD) puede producir plasma de mayor densidad y calidad que los equipos PECVD tradicionales a temperaturas de deposición más bajas. Además, la HDP-CVD proporciona un flujo iónico y un control de energía prácticamente independientes, lo que mejora la capacidad de relleno de zanjas o agujeros para la deposición de películas exigentes, como recubrimientos antirreflectantes, deposición de materiales con baja constante dieléctrica, etc.
Características:
▪ Temperatura del proceso: temperatura ambiente a 300 ℃, la temperatura del proceso es muy baja;
▪ Rango de presión de gas: entre 1 y 100 mTorr, inferior al PECVD;
▪ Calidad de la película: alta densidad de plasma, alta calidad de la película, buena uniformidad;
▪ Tasa de deposición: la tasa de deposición está entre LPCVD y PECVD, ligeramente más alta que LPCVD;
▪ Uniformidad: debido al plasma de alta densidad, la uniformidad de la película es excelente, adecuada para superficies de sustrato de formas complejas;
Ventajas y desventajas:
▪ Capaz de depositar películas de alta calidad a temperaturas más bajas, muy adecuado para materiales sensibles al calor;
▪ Excelente uniformidad de película, densidad y suavidad de superficie;
▪ Una mayor densidad de plasma mejora la uniformidad de la deposición y las propiedades de la película;
▪ Equipos complicados y de mayor costo;
▪ La velocidad de deposición es lenta y una mayor energía de plasma puede generar una pequeña cantidad de daño.
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Hora de publicación: 03-dic-2024