第七章 化学气相沉积和介质薄膜
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第七章CVD工序7.1 CVD工序的目的7.2 CVD工艺的基本原理7.3 CVD的设备构成和主要性能指标7.4 CVD 工序的主要工艺参数和工艺质量评价7.5特种气体供应管理系统7.1 CVD工序的目的7.1.1 CVD目的在一定压强、温度条件下输入高频电压使气体源电离形成等离子体,在基板表面发生气相化学反应,生长出各种功能薄膜。
A(g) + B(g) energy C(s) + 副产物7.1.1.1 CVD film介绍Film Gas(GH&GL)SiH4+NH3+H2G-SiNXa-Si(AH&AL)SiH4+H2n+a-Si(NP)SiH4+PH3+H2P-SiN(PV)SiH4+NH3+H2X7.1.1.2各层薄膜的功能1. G: Gate SiNx (绝缘层)作用:防止M1与I层导通2. a-Si (半导体)作用:导通层,电子在该层产生3. N: N+ a-Si (掺杂半导体)作用:降低界面电位差,降低I层与M2之间的电位差4. Passivation (保护层)作用:该层的作用是保护M2,防止其发生氧化,腐蚀7.1.1.3生成各层的化学反应原理(1)SiN X:HSiH4 + NH3 + N2 → SiN X: H (2)a-Si:HSiH4 + H2 → a-Si:H(3)n+a-Si:HSiH4 + PH3 + H2 →n+a-Si:H7.2 CVD工艺的基本原理通过前一章节的学习,我们应该对CVD的功能有了一定的了解,其实自从CVD镀膜技术被发现至今,已经得到了很大的发展,已经衍生出许多不同类型的CVD成膜方式。
按反应室内压力分:APCVD: Atmospheric pressure CVDSACVD: Sub Atmospheric pressure CVDLPCVD: Low Pressure CVDULPCVD: Ultra-low pressure CVDUHV_CVD: Ultra-high vacuum CVD按能量供给方式分:热活化式:Thermally-activated CVD等离子辅助式:Plasma Enhanced CVD (PE-CVD)射频方式:(Radio Frequency CVD RFCVD)微波方式:(Microwave CVD)电子回旋共振式:(Electron Cyclotron Resonance CVD)引控式(Remote PCVD)磁控式(Magnetic PCVD)光辅助式:Photo-assisted CVD雷射辅助式:Laser-induce CVD下面将就PECVD系统构造、原理及特征等内容进行详细的说明,其他种类的CVD镀膜方式本节不做赘述:PECVD技术是上世纪70年代初发展起来的新工艺,主要是为了适应现代半导体工业的发展,制取优质介质膜。
第七章化学气相沉积和介质薄膜(CVD)作业
1、化学气相淀积定义:
指使一种或数种物质的气体,以某种方式激活后,在衬底发生化学反应,并淀积出所需固体薄膜的生长技术。
其英文原名为“Chemical Vapour Deposition”,简称为“CVD”。
2、低压CVD的气缺现象及预防措施
5、CVD反应中低压会带来什么好处?《半导体制造技术》p249
6、PSG、BPSG、FSG各是什么的缩写? 《半导体制造技术》p249-250
8、CVD过程中采用等离子体的优点有哪些?《半导体制造技术》p256~257
9、沉积多晶硅采用什么CVD工具?写出掺杂的Poly-Si做栅电极的六个原因。
沉积多晶硅采用LPCVD,即低压CVD工艺。
(1). 通过掺杂可得到特定的电阻
(2). 与SiO2有优良的界面特性
(3). 和后续高温工艺的兼容性
(4). 比金属电极(如Al)更高的可靠性
(5). 在陡峭的结构上沉积的均匀性
(6). 实现栅的自对准工艺
10、为什么栅介质层的厚度减少有一个大致的极限?高K值介质材料用在什么地方?低K值介质材料用在什么地方?
随着特征尺寸的缩小,栅氧化层越来越薄,栅极隧穿漏电流指数性增加,从而导致功耗增加。
高k介质材料用在替代栅氧化层,提高栅氧厚度,抑制栅极隧穿漏电流。
低k介质材料用于层间介质,因为低k介质减小电容,从而减小RC信号延迟,提高器件工作频率。