氧化扩散CVD设备基本原理功能培训
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CVD的基本原理
1 CVD是一种气相物质在高温下通过低化学反应而生成固体物质并沉积在基板上的成膜方法。
具体的说挥发性的金属卤化物和金属有机化合物等与H2,Ar或N2等远载气体混合后,均匀的送到反应室的高温基板上,通过热解还原,氧化,水解,歧化,聚合等化学反应。
2 CVD的简要分类
一类是在基板上沉积介质或半导体,它们可能是无定形也可能是多晶结构,
另一类是单晶半导体基板上气相沉积单晶膜。
3 CVD的分类
等离子增强的气相沉积PECVD
常压化学气相沉积APCVD
低压化学气相沉积CPCVD
4 CVD沉积工艺前检查
1检查设备温度是否升到设定温度。
2 检查各中气体压力是否够本次沉积使用。
3 检查设备抽真空情况,设备是否抽到预定真空度。
4 沉积前检查是否有RF射频辉光放电。
5 玻璃在工件架上是否按照要求摆放正确牢固。
6 玻璃在非晶硅沉积前按规定做前烘烤。
7 设备许可情况下,不定期抽检膜厚度以及其胶带垂直拉力试验看膜的附着力。
8 发现膜面针孔量大,要及时清洗处理工件架。
CVD工艺培训材料CVD工艺培训教材编者:熊炳辉第一节CVD简介第二节CVD膜在IC中的运用第三节CVD工艺的种类第四节CSMC-HJ的CVD工艺第五节CVD介质膜的性质第六节 CVD 的基本特征第七节CVD工艺的发展第八节CVD工艺中容易出现的问题第九节其它注意事项第十节安全第十一节主要材料第一节CVD简介一、CVD(Chemical Vapor Deposition)工艺的应用:(1)CVD工艺可生长介质膜、半导体膜、导体膜以及超导膜。
(2)在IC生产制造过程中,我们主要运用CVD工艺生长介质膜(SiO2、SiN)、半导体膜(Poly,etc)、导体膜(W、Wsi,etc)。
二、CVD工艺的特点:(1)CVD成膜温度远低于体材料的熔点,减轻衬底的热形变,减少玷污,抑制缺陷生成,减轻杂质再分布,适于浅结工艺。
设备CVD工艺培训材料简单、重复性好。
(2)CVD膜的成分可精确控制,配比范围较大。
(3)淀积速率快,产能强。
(4)CVD膜结构致密、完整,与衬底黏附性好,台阶覆盖性能好。
三、选择CVD反应剂的准则:(1)反应剂的纯度及蒸汽压必须足够高。
(2)反应副产物必须是高挥发性的。
(3)淀积物必须是稳定的化合物、固溶体或挥发性极低的物质。
(4)需考虑CVD反应的热力学、动力学、薄膜的结晶学等特性以及生产的安全性。
第二节CVD膜在IC中的运用一、介质膜在IC中的应用:CVD介质膜主要用于PMD、IMD、Passivation等,搀杂的CVD介质膜也可作为扩散用杂质源。
CVD介质膜还被用作抗反射层,ARC (Anti-Reflect Coat)等。
金属前介质层(PMD):(1)淀积温度不受金属限制,但有搀杂可动性的要求。
(2)通常PSG(phosphoro-silicate glass)、BPSG(boro-phospho-silicate glass)被应用。
金属间介质层(IMD):(1)淀积温度受到金属限制。
CVD的原理与工艺CVD(化学气相沉积)是一种常用的薄膜制备技术,通过在高温条件下将气体衍生物在固体表面沉积形成薄膜。
它在半导体、光电子、材料科学等领域有着广泛的应用。
本文将介绍CVD的基本原理和常见的工艺流程。
CVD的基本原理是利用气体在固体表面发生化学反应产生固体沉积。
其过程可以简单概括为三个步骤:传输扩散、化学反应和沉积。
首先,在高温下,气体分子从气相传输到固相表面,这个过程称为传输扩散。
然后,在固体表面发生化学反应,气体分子与表面原子或分子发生物理或化学相互作用。
最后,与固体表面反应的产物发生聚集并沉积到固相表面上,形成薄膜。
CVD工艺可以分为四个主要组成部分:反应室、基底、前驱物和载气。
反应室是进行反应的容器,通常由高温和高真空环境下的材料制成。
基底是待沉积薄膜的衬底,可以是玻璃、硅等多种材料。
前驱物是产生沉积薄膜的化学物质,通常是气态或液态的。
载气是用来稀释前驱物的气体,使其在反应室中更均匀地传输。
CVD的工艺流程是在反应室中将前驱物供应和载气送入,通过传输扩散和化学反应后,形成薄膜并覆盖在基底上。
根据前驱物供应的方式和反应室的特点,CVD可以分为几个常见的工艺类型。
最常见的是热CVD,也称为低压CVD(LPCVD)。
在低压下,前驱物和气体通过加热传输到反应室中,沉积在基底上。
这种方法适用于高温下的材料制备,例如多晶硅、氮化硅等。
另一种常见的是PECVD(等离子体增晶体化学气相沉积)。
在PECVD 中,通过产生等离子体来激活前驱物的化学反应。
在等离子体的作用下,前驱物转化为离子和活性物种,进一步在基底上反应形成薄膜。
这种方法适用于制备非晶硅、氮化硅等。
还有一种CVD工艺称为MOCVD(金属有机化学气相沉积)。
在MOCVD 中,金属有机化合物作为前驱物供应,经氢气或氨气稀释。
通过热解和化学反应,金属有机前驱物转化为金属原子和活性物种,在基底上形成薄膜。
这种方法适用于制备复杂的金属氧化物、尖晶石等。
CVD技术应用的原理简介化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)技术是一种常用的薄膜制备技术,广泛应用于微电子、光电子、材料科学、能源和环境等领域。
本文将介绍CVD技术的基本原理和应用。
CVD技术的基本原理CVD技术是通过回声火花中产生的高温等离子体将气相中的化学物质转变为固态或液态的薄膜材料。
下面是CVD技术的基本原理:1.气相反应:首先,在高温环境中,气体中的反应物质通过化学反应生成目标薄膜的沉积物。
这些反应物可以是气体,也可以是气态或液态的前驱体。
2.扩散和反应:生成的反应物质会通过扩散来到达目标基材表面。
在表面上,反应物质会发生化学反应并生成固态或液态的沉积物。
3.薄膜生长:随着时间的推移,沉积物会不断地在基材表面累积,逐渐形成薄膜。
薄膜的厚度可以通过控制反应物质的流量和反应时间来调节。
CVD技术的应用CVD技术在许多领域都有广泛的应用,下面将介绍其中的几个应用领域:1. 微电子CVD技术在微电子领域的应用非常重要。
其中,化学气相沉积是制备硅基芯片的关键步骤之一。
通过CVD技术,可以在硅基芯片上沉积多种材料,如金属、氧化物、氮化物等,用于制备电极、介电层、光刻层等。
2. 光电子CVD技术在光电子领域也有重要的应用。
例如,对于制备光学薄膜,CVD技术被广泛用于沉积透明导电薄膜、高反射膜和反射减薄膜。
这些薄膜在光伏、显示器和光学器件等领域起着重要作用。
3. 材料科学CVD技术在材料科学领域的应用非常丰富。
通过调控反应条件和反应物质,可以制备出具有大量微结构和特殊功能的复杂材料。
例如,通过CVD技术可以合成纳米颗粒、纳米线、薄膜和多孔材料等。
4. 能源在能源领域,CVD技术也被广泛应用于制备石墨烯和碳纳米管等材料。
这些材料具有优异的电导率和导热性能,因此可以用于电池、超级电容器、太阳能电池和燃料电池等能源设备的制备。
5. 环境CVD技术还可以用于环境污染控制。
扩散课工艺培训培训内容word2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害氧化工艺-3⏹氧化膜的作用器件结构的一部分:如栅〔Gate〕氧化层,专门关键的项目,质量要求专门高;电容极板之间的介质,对电容的大小有较大阻碍氧化工艺-4氧化膜的作用⏹隔离介质:工艺中常用的场氧化确实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,平均性、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,一样用于高质量的氧化,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+2H2 SI+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的流量比例来调剂氧化速率,但比例不可超过1.88以保安全;对杂质掩蔽能力以及平均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,同时氧化层的质量也大有改善。
目前栅氧化差不多采纳O2+HCL方法。
氧化工艺-7⏹阻碍氧化速率的因素⏹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。
CVD⼯艺原理第⼀章,薄膜⼯艺原理介绍在超⼤规模集成电路(ULSI)技术中,有很多沉积薄膜的⽅法,⼀般⽽⾔这些⽅法可以分类为两个不同的反应机构:化学⽓相沉积(Chemical vapor deposition,CVD) 和物理⽓相沉积(Physical vapor deposition,PVD),在此我们仅对化学⽓相沉积进⾏介绍。
化学⽓相沉积法(CVD)化学⽓相沉积法定义为化学⽓相反应物,经由化学反应,在基板表⾯形成⼀⾮挥发性的固态薄膜。
这是最常在半导体制程中使⽤的技术。
通常化学⽓相沉积法包含有下列五个步骤:1. 反应物传输到基板表⾯2. 吸附或化学吸附到基板表⾯3. 经基板表⾯催化起异质间的化学反应4. ⽓相⽣成物脱离基板表⾯5. ⽣成物传输离开基板表⾯在实际的应⽤中,化学反应后所⽣成的固态材料不仅在基板表⾯(或⾮常靠近)发⽣(即所謂的异质间反应),也会在⽓相中反应(即所谓的同质反应)。
⽽异质间反应,是我们所想要的,因为这样的反应只会选择性在有加热的基板上发⽣,⽽且能⽣成品质好的薄膜。
相反的,同质反应就不是我们想要的,因为他们会形成欲沉积物质的⽓相颗粒,造成很差的粘附性及拥有很多的缺陷,且密度低的薄膜。
此外,如此的反应将会消耗掉很多的反应物⽽导致沉积速率的下降。
因此在化学⽓相沉积法的应⽤中,⼀项很重要的因素是异质间反应远⽐同质反应易于发⽣。
最常⽤的化学⽓相沉积法有常压化学⽓相沉积法(Atmospheric-pressure CVD,APCVD)、低压化学⽓相沉积法(Low-pressure CVD,LPCVD)和等离⼦增强化学⽓相沉积法(Plasma-enhanced CVD,PECVD),⽽这三种化学⽓相沉积法的均有各⾃的优、缺点及应⽤的地⽅。
低压化学⽓相沉积法拥有很均匀的阶梯覆盖性、很好的組成成份和结构的控制、很⾼的沉积速率及输出量、及很低的制程成本。
再者低压化学⽓相沉积法並不需要载⼦⽓体,因此⼤⼤降低了颗粒污染源。