Osadzanie chemiczne z fazy gazowej(CVD)jest najpowszechniej stosowaną technologią w przemyśle półprzewodnikowym, służącą do osadzania różnorodnych materiałów, w tym szerokiej gamy materiałów izolacyjnych, większości materiałów metalowych i stopów metali.
CVD to tradycyjna technologia przygotowywania cienkich warstw. Jej zasada polega na użyciu gazowych prekursorów do rozkładu niektórych składników prekursora poprzez reakcje chemiczne między atomami i cząsteczkami, a następnie utworzeniu cienkiej warstwy na podłożu. Podstawowe cechy CVD to: zmiany chemiczne (reakcje chemiczne lub rozkład termiczny); wszystkie materiały w warstwie pochodzą ze źródeł zewnętrznych; odczynniki muszą uczestniczyć w reakcji w postaci fazy gazowej.
Osadzanie chemiczne z fazy gazowej pod niskim ciśnieniem (LPCVD), osadzanie chemiczne z fazy gazowej wspomagane plazmą (PECVD) oraz osadzanie chemiczne z fazy gazowej przy użyciu plazmy o dużej gęstości (HDP-CVD) to trzy powszechnie stosowane technologie CVD, które znacząco różnią się pod względem osadzania materiałów, wymagań sprzętowych, warunków procesu itp. Poniżej przedstawiono proste wyjaśnienie i porównanie tych trzech technologii.
1. LPCVD (niskociśnieniowe CVD)
Zasada: Proces CVD w warunkach niskiego ciśnienia. Jego zasada polega na wstrzykiwaniu gazu reakcyjnego do komory reakcyjnej w warunkach próżni lub niskiego ciśnienia, rozkładzie lub reakcji gazu w wysokiej temperaturze i utworzeniu stałej warstwy osadzonej na powierzchni podłoża. Ponieważ niskie ciśnienie zmniejsza zderzenia gazu i turbulencje, jednorodność i jakość warstwy ulegają poprawie. LPCVD jest szeroko stosowany w dwutlenku krzemu (LTO TEOS), azotku krzemu (Si3N4), polikrzemie (POLY), szkle fosforokrzemianowym (BSG), szkle borofosforokrzemianowym (BPSG), domieszkowanym polikrzemie, grafenie, nanorurkach węglowych i innych warstwach.
Cechy:
▪ Temperatura procesu: zwykle pomiędzy 500~900°C, temperatura procesu jest stosunkowo wysoka;
▪ Zakres ciśnienia gazu: środowisko niskiego ciśnienia 0,1~10 Torr;
▪ Jakość filmu: wysoka jakość, dobra jednorodność, dobra gęstość i mało defektów;
▪ Szybkość osadzania: powolna szybkość osadzania;
▪ Jednorodność: odpowiednia do podłoży o dużych rozmiarach, równomierne osadzanie;
Zalety i wady:
▪ Możliwość osadzania bardzo jednolitych i gęstych filmów;
▪ Dobrze sprawdza się na podłożach o dużych rozmiarach, nadaje się do produkcji masowej;
▪ Niski koszt;
▪ Wysoka temperatura, nieodpowiednia do materiałów wrażliwych na ciepło;
▪ Tempo osadzania jest powolne, a wydajność stosunkowo niska.
2. PECVD (CVD wspomagane plazmą)
Zasada: Użyj plazmy, aby aktywować reakcje fazy gazowej w niższych temperaturach, jonizuj i rozkładaj cząsteczki w gazie reakcyjnym, a następnie osadzaj cienkie warstwy na powierzchni podłoża. Energia plazmy może znacznie obniżyć temperaturę wymaganą do reakcji i ma szeroki zakres zastosowań. Można przygotować różne warstwy metalowe, nieorganiczne i organiczne.
Cechy:
▪ Temperatura procesu: zwykle pomiędzy 200~400°C, temperatura jest stosunkowo niska;
▪ Zakres ciśnienia gazu: zwykle od kilkuset mTorr do kilku Torr;
▪ Jakość filmu: pomimo dobrej jednorodności filmu, gęstość i jakość filmu nie są tak dobre jak w przypadku LPCVD ze względu na defekty, które mogą być wprowadzane przez plazmę;
▪ Szybkość osadzania: wysoka szybkość, wysoka wydajność produkcji;
▪ Jednorodność: nieznacznie gorsza niż LPCVD na podłożach o dużych rozmiarach;
Zalety i wady:
▪ Cienkie warstwy można osadzać w niższych temperaturach, co jest przydatne w przypadku materiałów wrażliwych na ciepło;
▪ Duża prędkość osadzania, odpowiednia do wydajnej produkcji;
▪ Elastyczny proces, właściwości folii można kontrolować poprzez regulację parametrów plazmy;
▪ Plazma może powodować wady filmu, takie jak dziurki lub nierównomierność;
▪ W porównaniu z LPCVD gęstość i jakość filmu są nieznacznie gorsze.
3. HDP-CVD (CVD plazmą o wysokiej gęstości)
Zasada: Specjalna technologia PECVD. HDP-CVD (znana również jako ICP-CVD) może wytwarzać większą gęstość plazmy i jakość niż tradycyjne urządzenia PECVD przy niższych temperaturach osadzania. Ponadto HDP-CVD zapewnia niemal niezależną kontrolę strumienia jonów i energii, poprawiając możliwości wypełniania rowków lub otworów w przypadku wymagającego osadzania warstw, takiego jak powłoki antyrefleksyjne, osadzanie materiałów o niskiej stałej dielektrycznej itp.
Cechy:
▪ Temperatura procesu: temperatura pokojowa do 300℃, temperatura procesu jest bardzo niska;
▪ Zakres ciśnienia gazu: od 1 do 100 mTorr, niższy niż PECVD;
▪ Jakość filmu: wysoka gęstość plazmy, wysoka jakość filmu, dobra jednorodność;
▪ Szybkość depozycji: szybkość depozycji mieści się pomiędzy LPCVD i PECVD, jest nieznacznie wyższa niż LPCVD;
▪ Jednorodność: dzięki plazmie o dużej gęstości, jednorodność filmu jest doskonała, odpowiednia do powierzchni podłoży o skomplikowanych kształtach;
Zalety i wady:
▪ Możliwość osadzania wysokiej jakości powłok w niższych temperaturach, co jest bardzo przydatne w przypadku materiałów wrażliwych na ciepło;
▪ Doskonała jednorodność, gęstość i gładkość powierzchni folii;
▪ Większa gęstość plazmy poprawia jednorodność osadzania i właściwości filmu;
▪ Skomplikowany sprzęt i wyższy koszt;
▪ Szybkość osadzania jest niska, a wyższa energia plazmy może powodować niewielkie uszkodzenia.
Zapraszamy klientów z całego świata do odwiedzenia nas w celu dalszej dyskusji!
https://www.vet-china.com/
https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/
https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/
https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j
Czas publikacji: 03-12-2024