Kemisk ångavsättning(CVD)är den mest använda tekniken inom halvledarindustrin för avsättning av en mängd olika material, inklusive ett brett utbud av isoleringsmaterial, de flesta metallmaterial och metalllegeringsmaterial.
CVD är en traditionell teknik för framställning av tunnfilm. Dess princip är att använda gasformiga prekursorer för att sönderdela vissa komponenter i prekursorn genom kemiska reaktioner mellan atomer och molekyler, och sedan bilda en tunn film på substratet. De grundläggande egenskaperna hos CVD är: kemiska förändringar (kemiska reaktioner eller termisk sönderdelning); alla material i filmen kommer från externa källor; reaktanter måste delta i reaktionen i form av gasfas.
Lågtryckskemisk ångdeponering (LPCVD), plasmaförstärkt kemisk ångdeponering (PECVD) och högdensitetsplasmakemisk ångdeponering (HDP-CVD) är tre vanliga CVD-tekniker, som har betydande skillnader i materialdeponering, utrustningskrav, processförhållanden etc. Följande är en enkel förklaring och jämförelse av dessa tre tekniker.
1. LPCVD (lågtrycks-CVD)
Princip: En CVD-process under lågtrycksförhållanden. Principen är att injicera reaktionsgasen i reaktionskammaren under vakuum eller lågtrycksmiljö, sönderdela eller reagera gasen vid hög temperatur och bilda en fast film som avsätts på substratytan. Eftersom det låga trycket minskar gaskollisioner och turbulens förbättras filmens enhetlighet och kvalitet. LPCVD används ofta i kiseldioxid (LTO TEOS), kiselnitrid (Si3N4), polykisel (POLY), fosfosilikatglas (BSG), borfosfosilikatglas (BPSG), dopad polykisel, grafen, kolnanorör och andra filmer.
Drag:
▪ Processtemperatur: vanligtvis mellan 500~900 °C, processtemperaturen är relativt hög;
▪ Gastryckområde: lågtrycksmiljö på 0,1~10 Torr;
▪ Filmkvalitet: hög kvalitet, god jämnhet, god densitet och få defekter;
▪ Deponeringshastighet: långsam deponeringshastighet;
▪ Likformighet: lämplig för stora substrat, jämn avsättning;
Fördelar och nackdelar:
▪ Kan avsätta mycket enhetliga och täta filmer;
▪ Fungerar bra på stora underlag, lämplig för massproduktion;
▪ Låg kostnad;
▪ Hög temperatur, ej lämplig för värmekänsliga material;
▪ Depositionshastigheten är långsam och produktionen är relativt låg.
2. PECVD (Plasmaförstärkt CVD)
Princip: Använd plasma för att aktivera gasfasreaktioner vid lägre temperaturer, jonisera och sönderdela molekylerna i reaktionsgasen och sedan avsätta tunna filmer på substratytan. Plasmans energi kan kraftigt minska den temperatur som krävs för reaktionen och har ett brett användningsområde. Olika metallfilmer, oorganiska filmer och organiska filmer kan framställas.
Drag:
▪ Processtemperatur: vanligtvis mellan 200~400 °C, temperaturen är relativt låg;
▪ Gastryckintervall: vanligtvis hundratals mTorr till flera Torr;
▪ Filmkvalitet: även om filmens jämnhet är god, är filmens densitet och kvalitet inte lika bra som LPCVD på grund av defekter som kan uppstå vid plasma;
▪ Deponeringshastighet: hög hastighet, hög produktionseffektivitet;
▪ Likformighet: något sämre än LPCVD på stora substrat;
Fördelar och nackdelar:
▪ Tunna filmer kan deponeras vid lägre temperaturer, lämpliga för värmekänsliga material;
▪ Snabb deponeringshastighet, lämplig för effektiv produktion;
▪ Flexibel process, filmegenskaper kan styras genom att justera plasmaparametrar;
▪ Plasma kan orsaka filmdefekter såsom porer eller ojämnheter;
▪ Jämfört med LPCVD är filmtätheten och kvaliteten något sämre.
3. HDP-CVD (Högdensitetsplasma-CVD)
Princip: En speciell PECVD-teknik. HDP-CVD (även känd som ICP-CVD) kan producera högre plasmadensitet och kvalitet än traditionell PECVD-utrustning vid lägre deponeringstemperaturer. Dessutom ger HDP-CVD nästan oberoende jonflödes- och energikontroll, vilket förbättrar kapaciteten att fylla schakt eller hål för krävande filmdeponering, såsom antireflexbeläggningar, materialdeponering med låg dielektricitetskonstant etc.
Drag:
▪ Processtemperatur: rumstemperatur till 300 ℃, processtemperaturen är mycket låg;
▪ Gastryckområde: mellan 1 och 100 mTorr, lägre än PECVD;
▪ Filmkvalitet: hög plasmadensitet, hög filmkvalitet, god enhetlighet;
▪ Depositionshastighet: depositionshastigheten ligger mellan LPCVD och PECVD, något högre än LPCVD;
▪ Likformighet: tack vare högdensitetsplasma är filmens likformighet utmärkt, lämplig för substratytor med komplexa former;
Fördelar och nackdelar:
▪ Kan avsätta högkvalitativa filmer vid lägre temperaturer, mycket lämplig för värmekänsliga material;
▪ Utmärkt filmjämnhet, densitet och ytjämnhet;
▪ Högre plasmadensitet förbättrar avsättningsjämnheten och filmegenskaperna;
▪ Komplicerad utrustning och högre kostnad;
▪ Avsättningshastigheten är långsam och högre plasmaenergi kan orsaka en liten mängd skada.
Välkomna alla kunder från hela världen att besöka oss för en vidare diskussion!
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
Publiceringstid: 3 december 2024