气相沉积技术梗概
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一、气相沉积技术
气相沉积技术分为化学气相沉积与物理气相沉积
制备具有各种物理化学性能和物理化学性能（高硬度、高耐热、高热导、高耐蚀、抗氧化、绝缘等）涂层，金属、合金涂层，多种多样的化合物、非金属、半导体、陶瓷和有机物的单层或多层结构上。
1.化学气相沉积
热分解反应、金属还原反应、化学输送反应、氧化反应、分解反应、等离子激发反应、光激发（包括激光）反应
厚度和质量均匀，反应温度低，涂层和基体结合强度高，工艺装备简单——面积大，形状复杂的工件
2.物理气相沉积
真空、热蒸发、辉光放电-溅射等
力学性能，尺寸精度，纯度高，无废气——精密元件，集成电路，光电器件
二、集成电路组成
1．有源器件（晶体管）
双极晶体管结构示意图
a）抛面图b）顶视图
P型硅片衬底为基础，n阱、源区、漏区、介质层、多晶硅、n阱与衬底的两线以及金属互联线——多层结构
2．无源器件（如电阻电容）
电容器件的结构图
a)多晶硅-扩散b）多晶硅-多晶硅c）多晶硅-金属
CMOS工艺中电容被加工成“多晶硅-扩散”、“多晶硅-多晶硅”、“多晶硅-金属”结构
三、制备集成电路中的气相沉积技术
综述(化学、物理、分类、例子)
一个简单的例子：硅片衬底，硅片导电——沉积绝缘层或热生长一层二氧化硅防止相邻电阻
间漏电，沉积导电层，光刻，金属线需跨过电阻——沉积另一层绝缘层，沉积金属互连层。
一个电阻集成电路的制作工艺流程
复杂集成电路的多层连线结构
包括化学气相沉积和金属溅射等（物理气相沉积），所有薄膜淀积设备都在中低真空环境下工作。
多晶硅（互连导电层）：化学气相沉积，SiH4、H2等气体，600-950℃，杂质气体参杂降低电阻率。
绝缘物质（保护层）（SiO2、Si3N4）：在Si衬底上沉积或热生长一层SiO2绝缘层。
金属埋层（电极导线）（铝、铜等及其合金）：CVD、PCVD、真空蒸发技术、磁控溅射、射频溅射，s枪——中心阳极能有效捕集逃逸的二次电子，使基片免受高能电子的轰击而破坏。
CVD集成多腔工艺设备和工艺腔示意图具体技术：
PVD
CVD
CVD的应用
多晶硅：
二氧化硅：
氮化硅：
金属：
CVD在后段工艺中的应用：
HPCVD：
外延
气相沉积具体应用：
（1）双阱工艺：n阱和p阱的形成
外延生长：硅片到达扩散区之前已经有了一个薄的外延层。
外延层与衬底有完全相同的晶格结构，只是纯度较高，晶格缺陷少。
外延层已经进行了轻的p型杂质（硼）掺杂
（2）浅槽隔离工艺（STI）：在衬底上制作的晶体管有源区之间的隔离区的一种工艺。
槽刻蚀：氮化物沉积：硅片被放入高温（~750℃）的低压化学气相沉积设备。
在设备的腔体中氨气和二氧化硅发生反应，在硅片表面生成一薄层氮化硅——坚固的研磨材料，有助于SCI氧化物沉积过程中保护有源区；在化学抛光中充当抛光的阻挡材料。
氧化物填充：沟槽CVD氧化物填充：在扩散区利用低压化学气相沉积炉，也可以在薄膜区应用各种氧化物化学气相沉积设备完成——高产出率、高速沉积
SCI氧化硅填充
（3）多晶硅栅结构工艺：集成电路中尺寸最小的结构
多晶硅栅结构工艺
多晶硅沉积：硅片转入低压化学气相沉积设备，该设备工艺腔中通入硅烷。
硅烷分解，多晶硅沉积在硅片表面。
厚度约5000A。
之后马上进行多晶硅掺杂
侧墙的形成：用来环绕多晶硅栅，防止更大剂量的源漏（S/D）注入过于接近沟道以致可能发生漏源隧穿。
沉积二氧化硅：利用化学气相沉积一层厚约1000A的二氧化硅，用来在多晶硅栅的四周形成侧墙。
侧墙的形成
接触孔的形成：在所有硅的有源区形成金属接触，是硅和随后沉积的导电材料更加紧密的结合起来——钛，电阻小，与硅发生充分的反应TiSi2
钛的沉积：彻底清洗硅片，从表面清除沾污和氧化物。
利用溅射工艺在硅片表面沉积钛。
溅射是一种物理气相沉积过程，在一个等离子的腔体中带电的Ar离子轰击钛靶，释放出钛原子，使其沉积在硅片表面。
接触孔的形成
局部互连工艺：
通孔1和钨塞的形成：
第一金属互连的形成：
通孔2和钨塞的形成：
第二金属互连的形成
尾气处理。
