Deposizione chimica da vapore(malattia cardiovascolare)è la tecnologia più ampiamente utilizzata nel settore dei semiconduttori per depositare una varietà di materiali, tra cui un'ampia gamma di materiali isolanti, la maggior parte dei materiali metallici e delle leghe metalliche.
La CVD è una tecnologia tradizionale per la preparazione di film sottili. Il suo principio consiste nell'utilizzare precursori gassosi per decomporre alcuni componenti del precursore attraverso reazioni chimiche tra atomi e molecole, per poi formare un film sottile sul substrato. Le caratteristiche fondamentali della CVD sono: cambiamenti chimici (reazioni chimiche o decomposizione termica); tutti i materiali nel film provengono da fonti esterne; i reagenti devono partecipare alla reazione in fase gassosa.
La deposizione chimica da vapore a bassa pressione (LPCVD), la deposizione chimica da vapore potenziata dal plasma (PECVD) e la deposizione chimica da vapore al plasma ad alta densità (HDP-CVD) sono tre tecnologie CVD comuni, che presentano differenze significative nella deposizione dei materiali, nei requisiti delle apparecchiature, nelle condizioni di processo, ecc. Di seguito è riportata una semplice spiegazione e un confronto di queste tre tecnologie.
1. LPCVD (CVD a bassa pressione)
Principio: Processo CVD a bassa pressione. Il principio consiste nell'iniettare il gas di reazione nella camera di reazione sotto vuoto o in un ambiente a bassa pressione, decomporre o far reagire il gas ad alta temperatura e formare un film solido depositato sulla superficie del substrato. Poiché la bassa pressione riduce le collisioni e la turbolenza dei gas, l'uniformità e la qualità del film risultano migliorate. La deposizione chimica a bassa pressione (LPCVD) è ampiamente utilizzata in biossido di silicio (LTO TEOS), nitruro di silicio (Si3N4), polisilicio (POLY), vetro fosfosilicato (BSG), vetro borofosfosilicato (BPSG), polisilicio drogato, grafene, nanotubi di carbonio e altri film.
Caratteristiche:
▪ Temperatura di processo: solitamente tra 500~900°C, la temperatura di processo è relativamente alta;
▪ Intervallo di pressione del gas: ambiente a bassa pressione da 0,1 a 10 Torr;
▪ Qualità della pellicola: alta qualità, buona uniformità, buona densità e pochi difetti;
▪ Velocità di deposizione: velocità di deposizione lenta;
▪ Uniformità: adatto a substrati di grandi dimensioni, deposizione uniforme;
Vantaggi e svantaggi:
▪ Può depositare film molto uniformi e densi;
▪ Funziona bene su substrati di grandi dimensioni, adatto alla produzione di massa;
▪ Basso costo;
▪ Alta temperatura, non adatto a materiali sensibili al calore;
▪ La velocità di deposizione è lenta e la produzione è relativamente bassa.
2. PECVD (CVD potenziata dal plasma)
Principio: utilizzare il plasma per attivare reazioni in fase gassosa a temperature più basse, ionizzare e decomporre le molecole nel gas di reazione, quindi depositare film sottili sulla superficie del substrato. L'energia del plasma può ridurre notevolmente la temperatura richiesta per la reazione e ha un'ampia gamma di applicazioni. È possibile preparare vari film metallici, inorganici e organici.
Caratteristiche:
▪ Temperatura di processo: solitamente tra 200~400°C, la temperatura è relativamente bassa;
▪ Intervallo di pressione del gas: solitamente da centinaia di mTorr a diversi Torr;
▪ Qualità della pellicola: sebbene l'uniformità della pellicola sia buona, la densità e la qualità della pellicola non sono buone come quelle della LPCVD a causa di difetti che possono essere introdotti dal plasma;
▪ Velocità di deposizione: elevata velocità, elevata efficienza produttiva;
▪ Uniformità: leggermente inferiore a LPCVD su substrati di grandi dimensioni;
Vantaggi e svantaggi:
▪ I film sottili possono essere depositati a temperature più basse, adatti a materiali sensibili al calore;
▪ Velocità di deposizione elevata, adatta per una produzione efficiente;
▪ Processo flessibile, le proprietà della pellicola possono essere controllate regolando i parametri del plasma;
▪ Il plasma può introdurre difetti nella pellicola come forellini o non uniformità;
▪ Rispetto alla LPCVD, la densità e la qualità della pellicola sono leggermente peggiori.
3. HDP-CVD (CVD al plasma ad alta densità)
Principio: una speciale tecnologia PECVD. L'HDP-CVD (nota anche come ICP-CVD) può produrre una densità e una qualità del plasma superiori rispetto alle tradizionali apparecchiature PECVD a temperature di deposizione inferiori. Inoltre, l'HDP-CVD offre un controllo del flusso ionico e dell'energia pressoché indipendente, migliorando le capacità di riempimento di trincee o fori per la deposizione di film più impegnativa, come rivestimenti antiriflesso, deposizione di materiali a bassa costante dielettrica, ecc.
Caratteristiche:
▪ Temperatura di processo: temperatura ambiente a 300℃, la temperatura di processo è molto bassa;
▪ Intervallo di pressione del gas: tra 1 e 100 mTorr, inferiore al PECVD;
▪ Qualità della pellicola: elevata densità del plasma, elevata qualità della pellicola, buona uniformità;
▪ Velocità di deposizione: la velocità di deposizione è compresa tra LPCVD e PECVD, leggermente superiore a LPCVD;
▪ Uniformità: grazie al plasma ad alta densità, l'uniformità del film è eccellente, adatta a superfici di substrati di forma complessa;
Vantaggi e svantaggi:
▪ In grado di depositare film di alta qualità a basse temperature, molto adatto per materiali sensibili al calore;
▪ Eccellente uniformità del film, densità e levigatezza della superficie;
▪ Una maggiore densità del plasma migliora l'uniformità della deposizione e le proprietà del film;
▪ Attrezzature complicate e costi più elevati;
▪ La velocità di deposizione è lenta e un'energia del plasma più elevata può causare piccoli danni.
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Data di pubblicazione: 03-12-2024