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扩散课工艺培训培训内容扩散部设备介绍氧化工艺介绍扩散工艺介绍合金工艺介绍氧化层电荷介绍LPCVD 工艺介绍扩散部设备介绍卧式炉管立式炉管炉管工艺和应用(加)氧化工艺-1 氧化膜的作用选择扩散和选择注入。
阻挡住不需扩散或注入的区域,使离子不能进入。
氧化工艺-2 氧化膜的作用缓冲介质层二次氧化等,缓冲氮化硅应力或减少注入损伤氧化工艺-3 氧化膜的作用器件结构的一部分:如栅(Gate )氧化层,非常关键的项目,质量要求非常高;电容极板之间的介质,对电容的大小有较大影响氧化工艺-4 氧化膜的作用隔离介质:工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜,达到器件隔离的目的。
氧化工艺-5 氧化方法干氧氧化SI+O 2==SIO 2结构致密,均匀性、重复性好,掩蔽能力强,对光刻胶的粘附性较好,但生长速率较慢,一般用于高质量的氧化,如栅氧化等;厚层氧化时用作起始和终止氧化;薄层缓冲氧化也使用此法。
水汽氧化2H 2O+SI==SIO 2+2H 2 生长速率快,但结构疏松,掩蔽能力差,氧化层有较多缺陷。
对光刻胶的粘附性较差。
氧化工艺-6 氧化方法湿氧氧化(反应气体:O2+H 2O)H2O+SI==SIO 2+2H 2SI+O 2==SIO 2 生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间;H2O 的由H2 和O2 的反应得到;并通过H2 和O2 的流量比例来调节氧化速率,但比例不可超过1.88 以保安全;对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求;多使用在厚层氧化中。
HCL 氧化(氧化气体中掺入HCL )加入HCL 后,氧化速率有了提高,并且氧化层的质量也大有改善。
目前栅氧化基本采用O2+HCL 方法。
氧化工艺-7 影响氧化速率的因素硅片晶向氧化速率(110)>POLY>(111)>(100)掺杂杂质浓度杂质增强氧化,氧化速率发生较大变化如N+ 退火氧化( N+DRIVE1 ):衬底氧化厚度:750AN+ 掺杂区氧化厚1450A 氧化工艺-8 热氧化过程中的硅片表面度:生长 1um 的SiO 2,要消耗掉 0.46um 的Si。
----主要设备、热氧化、扩散、合金扩散部 2019年7月前言:扩散部按车间划分主要由扩散区域及注入区域组成,其中扩散区域又分扩散老区和扩散新区。
扩散区域按工艺分,主要有热氧化、扩散、LPCVD、合金、清洗、沾污测试等六大工艺。
本文主要介绍热氧化、扩散及合金工艺。
目录第一章:扩散区域设备简介……………………………………第二章:氧化工艺第三章:扩散工艺第四章:合金工艺第一章:扩散部扩散区域工艺设备简介炉管设备外观:组成部分功能控制柜→对设备的运行进行统一控制;装舟台:→园片放置的区域,由控制柜控制运行炉体:→对园片进行高温作业的区域,由控制柜控制升降温源 柜: →供应源、气的区域,由控制柜控制气体阀门的开关。
FSI :负责炉前清洗。
第二章:热氧化工艺热氧化法是在高温下(900℃-1200℃)使硅片表面形成二氧化硅膜的方法。
热氧化的目的是在硅片上制作出一定质量要求的二氧化硅膜,对硅片或器件起保护、钝化、绝缘、缓冲介质等作用。
硅片氧化前的清洗、热氧化的环境及过程是制备高质量二氧化硅膜的重要环节。
2. 1氧化层的作用2.1.1用于杂质选择扩散的掩蔽膜常用杂质(硼,磷,砷等)在氧化层中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数,因此氧化层具有阻挡杂质向半导体中扩散的能力。
利用这一性质,在硅上的二氧化硅层上刻出选择扩散窗口,则在窗口区就可以向硅中扩散杂质,其它区域被二氧化硅屏蔽,没有杂质进入,实现对硅的选择性扩散。
1960开创了半定的余量,以防止可能出现的工艺波动影响掩蔽效果。
2.1. 2缓冲介质层其一:硅与氮化硅的应力较大,因此在两层之间生长一层氧化层,以缓冲两者之间的应力,如二次氧化;其二:也可作为注入缓冲介质,以减少注入对器件表面的损伤。
S :电容区面积 D :介质层厚度二氧化硅的相对介电常数为3-4。
二氧化硅的耐击穿能力强,温度系数小,是制作电容介质的常用材料。
在电容的制作过程中,电容的面积和光刻、腐蚀有较大的关系,而厚度则由二氧化硅的厚度决定。
半导体制造工艺基础之扩散工艺培训简介半导体制造是现代电子行业中非常重要的一环,扩散工艺作为其中的一种关键工艺,其作用是在半导体晶片表面或表面以下扩散掺杂特定的杂质,以改变材料的电子性质。
本文将介绍扩散工艺的基本概念、原理、设备和步骤等内容,为对半导体制造工艺感兴趣或从事相关工作的读者提供基础性培训。
扩散工艺的基本概念扩散是指通过高温下大气中有害杂质向半导体晶体中扩散迁移,并将半导体晶体杂质浓度均匀化的过程。
扩散工艺的关键步骤是通过高温加热使杂质分子迅速扩散到晶片内部,然后通过快速冷却固化杂质。
扩散工艺的原理扩散工艺的实现基于以下几个原理:•Fick’s 第一定律:物质在浓度梯度的驱动下,会自发地从高浓度区域向低浓度区域扩散。
•自扩散:同种原子在晶体内扩散迁移的现象。
扩散工艺需要精确控制温度、时间和扩散源的浓度,以确保扩散过程的效果和均匀性。
扩散工艺的步骤扩散工艺一般包括以下几个步骤:1.涂胶:将液态的胶原料均匀地涂在半导体晶片表面。
2.预热:将涂胶的晶片放入预热炉中,在一定温度下进行烘烤,使胶原料固化。
3.扩散:将预热后的晶片放入扩散炉中,通过控制温度和时间,将所需杂质扩散到晶片内部。
4.冷却:在扩散完成后,将晶片快速冷却以固化扩散的杂质。
5.清洗:将冷却后的晶片进行清洗,去除多余杂质和胶原料。
6.检测:对扩散后的晶片进行测试和检测,以确保质量符合要求。
扩散工艺的设备扩散工艺通常需要以下设备:•扩散炉:用于控制温度和时间进行扩散过程。
•预热炉:用于将涂胶的晶片进行烘烤,以固化胶原料。
•清洗设备:用于清洗扩散后的晶片,去除多余的杂质。
•检测设备:对扩散后的晶片进行测试和检测,以确保质量符合要求。
扩散工艺的应用扩散工艺在半导体制造中有广泛的应用,主要用于掺杂制造PN结、MOS结构以及形成超浅和深层掺杂等。
常见的扩散工艺包括硼扩散、砷扩散、硅扩散等。
结束语扩散工艺是半导体制造过程中不可或缺的一环,它的实施对于半导体器件的性能和质量具有重要影响。
CT扩散工艺培训一、工艺介绍:1.1扩散炉气流平面图图一为CT扩散炉简易平面图图二为通过扩散炉气体流动方向1.2扩散原理:1.2.1化学反应方程式:POCl 3在高温下(>600℃)分解生成五氯化磷(PCl 5)和五氧化二磷(P 2O 5),其反应式如下:5253O P 3PCl C6005POCl +−−−→−︒>;生成的P2O5在扩散温度下与硅反应,生成二氧化硅(SiO2)和磷原子,其反应式如下:↓+→+4P 5S iO 5S i O 2P 252;PCl 5是不易分解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。
因此通入过量O 2 ,使PCl 5进一步分解为我们所需要的物质,其反应式如下:↑+−−−−→−+2522510Cl O 2P 2O 过量5O 4PCl 。
1.2.2 磷扩散过程:首先在硅片表面形成一层磷硅玻璃,如下图所示:然后经过一系列的高温推进后,杂质再重新分布,形成一层薄的N 型硅,如下图所示:1.3 扩散工艺控制:温度影响扩散方块电阻的温度有Deposition温度;Drive-in 的温度;时间影响扩散方块电阻的时间有Deposition时间;Drive-in 的时间;浓度影响扩散方块电阻的浓度有小氮流量,影响方阻的均匀性有小氮流量和大氮流量;源温主要是指三氯氧磷的温度,三氯氧磷的饱和蒸汽压随源温的变化而变化,最终决定通往扩散炉的磷源流量;小氮流量小氮流量的决定了所携带磷源的大小,最终直接影响方块电阻的大小;扩散炉内的压力扩散炉内的气压会影响扩散均匀性;1.4 典型工艺1.5 不同方阻磷浓度曲线分布图:1.6 工艺结果表面有一层磷硅玻璃;磷掺杂形成发射极;方块电阻大小由馆内温度和气体浓度决定;二、作业步骤:2.1 正常生产:2.1.1 激活石英舟,验证舟的ID,类型,状态和承载位置,如下图所示:2.1.2 选择炉管,石英舟的位置,承载模式和舟的状态,如下图所示:2.1.3 检验工艺选择及信息概要,如下图所示:2.2 特定生产:2.2.1 激活舟并定义硅片承载模式,如下图所示:2.2.2 检验舟的ID,类型,承载位置及状态:2.2.3 工艺选择及信息概要:2.3 结束特定作业:2.3.1 勾选’set boat to inactive after unloading ‘2.3.2 点击卸片按钮2.4 删除作业信息:勾选’delete load information of this boat ‘2.5 重新开始项目解决好J&R操作错误后的步骤:2.5.1 确认J&R与CMI上的错误信息;2.5.2 删除失败的作业项目;2.5.3 手动把舟移动到存储架2-7上;2.5.4 重新加载作业信息,设置舟当前的位置;2.5.5 重新开始自动运行;2.5.6 如果有其它作业项目即将结束,CMI会先完成,然后再重新开始原来重新加载的项目;三、记录分析及工艺编辑:3.1 记录分析:3.1.1 打开Protgraf 软件,如下图标所示:3.1.2 用Protgraf分析,点击如下图标:3.1.3 选择要分析的管号和时间段:3.1.4 选择需要列表输出或者图形显示的项目:3.1.5 记录分析3.1.6 重要事件记录:3.1.7 列表显示:3.1.8 事件显示:3.1.9 图形显示:3.2 工艺编辑:3.2.1 工艺调整:3.2.1.1打开程序,点击桌面CCC-RM图标3.2.1.2第二步:选择左上角第二个菜单栏,输入密码,60653.2.1.3打开工艺控制菜单后,在右边菜单栏内选定,需要调整的工艺号:3.2.1.4选定后,点击右边菜单栏下的“check out ”键,将工艺导出:3.2.1.5点击中间菜单栏下的“”,待更改工艺即出现以下界面的左栏,点击向右箭头,将工艺导导至修改栏,点击“Edit”,开始工艺修改:3.2.1.6工艺更改好后,点击“save”保存:3.2.1.7点击向右箭头,放回:3.2.1.8回到工艺界面,选定工艺,点击中间栏下部的“check in”,将工艺放回至程序库:3.2.2 复制工艺:在生产过程中,有可能出现工艺出错,无法修改,甚至无法调出的情况,可以将其他炉管同一系列工艺进行复制,然后修改,再将新复制的工艺倒回程序库即可。
扩散⼯艺培训扩散⼯艺培训⼀、扩散⽬的。
在P型衬底上扩散N型杂质形成PN结。
达到合适的掺杂浓度ρ/⽅块电阻R□即获得适合太阳能电池PN结需要的结深和扩散层⽅块电阻。
R□的定义:⼀个均匀导体的⽴⽅体电阻,长L,宽W,厚d R= ρ L / d W =(ρ/d) (L/W)此薄层的电阻与(L / W)成正⽐,⽐例系数为(ρ /d)。
这个⽐例系数表⽰:叫做⽅块电阻,⽤R□R□= ρ / dR = R□(L / W)L= W时R= R□,这时R□表⽰⼀个正⽅形薄层的电阻,与正⽅形边长⼤⼩⽆关。
单位Ω/□,⽅块电阻也称为薄层电阻Rs在太阳电池扩散⼯艺中,扩散层薄层电阻是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要⼯艺指标之⼀。
制造⼀个PN结并不是把两块不同类型(P型和N型)的半导体接触在⼀起就能形成的。
必须使⼀块完整的半导体晶体的⼀部分是P型区域,另⼀部分是N 型区域。
也就是晶体内部形成P型和N型半导体接触。
⽬前绝⼤部分的电池⽚的基本成分是硅,在拉棒铸锭时均匀的掺⼊了B(硼),B原⼦最外层有三个电⼦,掺B的硅含有⼤量空⽳,所以太阳能电池基⽚中的多数载流⼦是空⽳,少数载流⼦是电⼦,是P型半导体.在扩散时扩⼊⼤量的P(磷),P原⼦最外层有五个电⼦,掺⼊⼤量P的基⽚由P型半导体变为N型导电体,多数载流⼦为电⼦,少数载流⼦为空⽳。
在P型区域和N型区域的交接区域,多数载流⼦相互吸引,漂移中和,最终在交接区域形成⼀个空间电荷区,内建电场区。
在内建电场区电场⽅向是由N 区指向P区。
当⼊射光照射到电池⽚时,能量⼤于硅禁带宽度的光⼦穿过减反射膜进⼊硅中,在N 区、耗尽区、P区激发出光⽣电⼦空⽳对。
光⽣电⼦空⽳对在耗尽区中产⽣后,⽴即被内建电场分离,光⽣电⼦被进⼊N区,光⽣空⽳则被推进P区。
光⽣电⼦空⽳对在N区产⽣以后,光⽣空⽳便向PN结边界扩散,⼀旦到达PN结边界,便⽴即受到内建电场作⽤,被电场⼒牵引做漂移运动,越过耗尽区进⼊P区,光⽣电⼦(多⼦)则被留在N区。
扩散课工艺培训培训内容扩散部设备介绍氧化工艺介绍扩散工艺介绍合金工艺介绍氧化层电荷介绍LPCVD工艺介绍扩散部设备介绍卧式炉管立式炉管炉管工艺和应用(加)氧化工艺-1氧化膜的作用选择扩散和选择注入。
阻挡住不需扩散或注入的区域,使离子不能进入。
氧化工艺-2氧化膜的作用缓冲介质层二次氧化等,缓冲氮化硅应力或减少注入损伤氧化工艺-3氧化膜的作用器件结构的一部分:如栅(Gate)氧化层,非常关键的项目,质量要求非常高;电容极板之间的介质,对电容的大小有较大影响氧化工艺-4氧化膜的作用隔离介质:工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜,达到器件隔离的目的。
氧化工艺-5氧化方法干氧氧化SI+O2==SIO2结构致密,均匀性、重复性好,掩蔽能力强,对光刻胶的粘附性较好,但生长速率较慢,一般用于高质量的氧化,如栅氧化等;厚层氧化时用作起始和终止氧化;薄层缓冲氧化也使用此法。
水汽氧化2H2O+SI==SIO2+2H2生长速率快,但结构疏松,掩蔽能力差,氧化层有较多缺陷。
对光刻胶的粘附性较差。
氧化工艺-6氧化方法湿氧氧化(反应气体:O2+H2O)H2O+SI==SIO2+2H2SI+O2==SIO2生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间;H2O的由H2和O2的反应得到;并通过H2和O2的流量比例来调节氧化速率,但比例不可超过1.88以保安全;对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求;多使用在厚层氧化中。
HCL氧化(氧化气体中掺入HCL)加入HCL后,氧化速率有了提高,并且氧化层的质量也大有改善。
目前栅氧化基本采用O2+HCL方法。
氧化工艺-7影响氧化速率的因素硅片晶向氧化速率(110)>POLY>(111)>(100)掺杂杂质浓度杂质增强氧化,氧化速率发生较大变化如N+退火氧化(N+DRIVE1):衬底氧化厚度:750AN+掺杂区氧化厚度:1450A氧化工艺-8热氧化过程中的硅片表面位置的变化生长1um的SiO2,要消耗掉0.46um的Si。
但不同热氧化生长的SiO密度不同,a值会略有差异。
氧化工艺-9氯化物的影响加入氯化物后,氧化速率明显加快,这可能是HCL和O2生成水汽的原因;但同时氧化质量有了很大提高压力影响压力增大,氧化速率增大;温度温度升高,氧化速率增大;排风&气体排风和气体很重要,会影响到厚度和均匀性;氧化工艺-10氧化质量控制拉恒温区控制温度定期拉恒温区以得到好的温度控制HCL吹扫炉管CL-有使碱性金属离子(如Na+)钝化的功能,使金属离子丧失活动能力,定期清洗炉管可以大幅度地减少离子浓度,使炉管洁净BT测量BT项目可以使我们即及时掌握炉管的状态,防止炉管受到粘污,使大批园片受损;氧化工艺-11氧化质量控制片内均匀性:保证硅片中每个芯片的重复性良好片间均匀性保证每个硅片的重复性良好定期清洗炉管清洗炉管,可以避免金属离子,碱离子的粘污,减少颗粒,保证氧化层质量,尤其是栅氧化,清洗频率更高,1次/周扩散工艺-1扩散推阱,退火推阱:CMOS工艺的必有一步,在一种衬底上制造出另一种衬底,以制造N、P管,需要在较高的温度下进行,以缩短工艺时间。
退火:可以激活杂质,减少缺陷。
它的时间和温度关系到结深和杂质浓度磷掺杂多晶掺杂:使多晶具有金属特质导电;N+淀积:形成源漏结;扩散工艺-2推阱工艺主要参数结深比较关键,必须保证正确的温度和时间,膜厚主要为光刻对位提供方便,同时影响园片的表面浓度如过厚或过薄均会影响N或P管的开启电压表面浓度注入一定后,表面浓度主要受制于推阱程序的工艺过程,如氧化和推结的前后顺序均会对表面浓度产生影响扩散工艺-3影响推阱的工艺参数温度:易变因素,对工艺的影响最大。
时间:一般不易偏差,取决于时钟的精确度。
程序的设置:不同的程序,如先氧化后推阱和先推阱后氧化所得出的表面浓度不同。
扩散工艺-4影响推阱的工艺参数–排风&气体排风:对炉管的片间均匀性,尤其是炉口有较大的影响。
气体:气体流量的改变会影响膜厚,从而使表面浓度产生变化,直接影响器件的电参数。
扩散工艺-5阱工艺控制拉恒温区控制温度:定期拉恒温区以得到好的温度控制。
BT测量BT项目可以使我们即及时掌握炉管的状态,防止炉管受到粘污。
扩散工艺-6阱工艺控制电阻均匀性电阻比膜厚对于温度的变化更加敏感,利用它监控温度的变化,但易受制备工艺的影响膜厚均匀性监控气体,温度等的变化,保证片内和片间的均匀性定期清洗炉管清洗炉管,可以避免金属离子的粘污,减少颗粒,保证氧化层质量。
扩散工艺-7阱工艺控制HCL吹扫炉管CL-有使碱性金属离子(如Na+)钝化的功能,使金属离子丧失活动能力,定期清洗炉管可以大幅度地减少离子浓度,使炉管洁净HCL吹扫炉管。
扩散工艺-8磷扩散原理POCL34POCL3+3O2====2P2O5+6CL22P2O5+5Si====5SiO2+4PPBr34PBr3+5O2====2P2O5+6Br22P2O5+5Si====5SiO2+4P扩散工艺-9磷扩散工艺主要参数结深:电阻:现行的主要控制参数;表面浓度:这些参数都和掺杂时间、掺杂温度、磷源流量等有密切的关系;扩散工艺-10影响磷扩散的因素炉管温度和源温炉管温度会影响杂质扩散的固溶度,硅中杂质的溶解量变化,从而影响掺杂电阻;PBr3和POCL3都是挥发性较强的物质,温度的变化会影响源气的挥发量,使掺杂杂质的总量发生变化,因此必须保证其相对稳定;程序的编制磷源流量设置的大小决定了时间的长短,使推结的时间变化,从而影响了表面浓度和电阻;扩散工艺-11•影响磷扩散的因素–时间一般不易偏差,取决于时钟的精确度;–气体和排风排风:排风不畅,会使掺杂气体不能及时排出,集中在炉管之内,使掺杂电阻变化;气体:N2和POCL3气体流量的比例对掺杂的大小,均匀性有较明显的影响;扩散工艺-12•磷扩散工艺控制–拉恒温区控制温度定期拉恒温区以得到好的温度控制;–电阻均匀性电阻均匀性可以反应出温度或气体的变化以及时发现工艺和设备发生的问题,在进行换源、换炉管等备件的更换时,需及时进行该QC的验证工作,以确定炉管正常;扩散工艺-13•磷扩散工艺控制–清洗炉管及更换内衬管由于在工艺过程中会有偏磷酸生成,在炉口温度较低处会凝结成液体,并堆积起来,会腐蚀炉管甚至流出炉管后腐蚀机器设备,因此须及时清洗更换炉管和内衬管。
合金工艺-1合金的概念淀积到硅片表面的金属层经光刻形成一定的互连图形之后,还必须进行一次热处理,称为“合金化”。
合金的目的是使接触孔中的铝与硅之间形成低电阻欧姆接触,并增加铝与二氧化硅之间的附着力。
合金工艺-2铝栅合金:硅在铝膜中的溶解和扩散过程受铝晶粒尺寸、孔边缘氧化层应力、孔上残余的SiO2的影响,引起铝膜对硅的不均匀溶解。
溶解入硅的铝膜,我们称之为‘铝钉’。
合金工艺-3硅栅合金用TiN层来阻挡铝膜向硅中的渗透,在TiN与硅的结合处,预先形成TiSi化合物来加强粘附性热氧化层上的电荷-1热氧化层上的电荷-2 1.可动离子电荷:SiO2中的可动离子主要由带正电的碱金属离子如Li+,Na+和K+,也可能是H+。
可动电荷使硅表面趋于N型,而且在高温偏压下产生漂移,严重影响MOS器件的可靠性。
2.氧化物陷阱电荷:被SiO2陷住的电子或空穴,叫陷阱电荷。
由辐射或结构陷阱引起。
300℃以上退火可以消除陷阱电荷。
热氧化层上的电荷-3 3.固定氧化物电荷:位于Si-SiO2界面处25A以内。
一般认为由过剩硅或过剩氧引起的,密度大约在1010-1012CM-2范围内。
氧化退火对它有影响。
4.界面陷阱电荷:界面陷阱可以是正电,负电,中性。
这由本身类型和费米能相对位置决定。
影响MOS 器件的阈值电压、跨导、隧道电流等许多重要参数。
LP-CVD工艺-1CVD技术是微电子工业中最基本、最重要的成膜手段之一。
按照生长机理的不同,可以分为若干种类。
本文仅介绍了LPCVD工艺。
LPCVD工艺简介-2LPCVD工艺简介LPCVD(LowPressureChemicalVaporDeposition)低压气相淀积,是在27-270Pa的反应压力下进行的化学气相淀积。
装片——进舟——对反应室抽真空——检查设备是否正常——充N2吹扫并升温——再抽真空——保持压力稳定后开始淀积——关闭所有工艺气体,重新抽真空——回冲N2到常压——出炉。
LPCVD工艺简介-3LPSi3N4 LPSi3N4在工艺中主要作为氧化或注入的掩蔽膜,淀积Si3N4时通常使用的气体是:NH3+DCS(SiH2Cl2)这两种气体的反应生成的Si3N4质量高,副产物少,膜厚均匀性极佳,而且是气体源便于精确控制流量,是目前国内外普遍采用的方法。
10NH3+3DCS=Si3N4+6H2+6NH4CL温度:780℃。
压力:375mt。
在炉管的尾部有一冷却机构,称为“冷阱”。
用以淀积副产物NH4CL,防止其凝集在真空管道里,堵塞真空管道。
DCS的化学性质比较稳定,容易控制淀积速率。
LPCVD工艺简介-3颗粒产生的可能原因:连续作业,导致炉管,陪片上氮化硅生长太厚而脱落成为颗粒源。
SIC桨,舟与舟之间的摩擦,碰撞产生的颗粒。
副产物NH4CL未汽化被抽走而是凝固在真空系统温度较低处腐蚀性气体DCS与硅表面直接接触或反应不充分;非气态的DCS进入炉管;冷阱内,主阀盘路内的反应生成物回灌到炉管内;水蒸气与HCL接触腐蚀真空管道引起的沾污;LPCVD工艺简介-4LPPOLYLPPOLY主要作为MOS管的栅极、电阻条、电容器的极板等。
LPPOLY的均匀性较好,生产量大,成本低,含氧量低,表面不易起雾,是一种目前国际上通用的制作多晶硅的方法。
SiH4=Si+2H2LPCVD热解硅烷淀积多晶硅的过度温度是600C。
低于此温度,淀积出的是非晶硅,只有高于此温度才能生长出多晶硅。
而高于700C后,硅烷沿气流方向的耗尽严重。
多晶硅的晶粒尺寸主要取决于淀积温度,600C下淀积的多晶硅颗粒极细;淀积温度为625-750C时,晶粒结构明显并且随温度的升高略有增大SiH4流量:多晶硅的淀积速率随SiH4流量的增加而增加。
当SiH4浓度过高时,容易出现气相成核,这就限制了硅烷浓度和淀积速率的提高。
目前我们淀积多晶硅所使用的是100%的SiH4。
LPCVD工艺简介-5LPTEOS是通过低压热解正硅酸乙酯生成的,淀积温度在650℃—750℃,反应压力控制在400Pa(3T)以下,而在实际的工艺中,一般会控制在67Pa(500mT)以下。
目前经常采用LPTEOS的淀积温度为700℃,反应压力为210mT。
全反应为:Si(OC2H4)5®SiO2+4C2H4+2H2O LPCVD工艺简介-5LPTEOS的应用:4000A和2000A的LPTEOS形成spacer结构,如下图所示:400A的LPTEOS形成两层多晶硅间的电容;影响LPTEOS淀积的几种因素:1.温度的影响:A.随着温度的增加,淀积速率明显增加;B.一定的温度范围会对片内均匀性有较大的影响。