集成电路制造技术——原理与工艺(第3版)课件 6.3.2 PECVD工艺.pptx
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集成电路制造技术集成电路制造技术JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU ——原理与工艺主讲/某某某
PECVD工艺PECVD工艺第六章 化学气相淀积 JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU
CVD工艺方法1.1等离子体的产生1.直流气体辉光放电直流气体辉光放电装置玻璃管 PECVD等工艺中应用的等离子体,都是选在反常辉光放电区。
CVD工艺方法1.2 等离子体及其特点等离子体(Plasma):具有一定导电能力的气态混合物,它是由离子、电子、光子,以及原子、原子团、分子和它们的激发态所组成。宏观上呈现电中性。等离子体是物质的一种非热平衡存在形态。其中,电子能量远高于周围环境中的其它粒子,也称其为热电子。 高速运动的热电子与其它粒子的碰撞是维持气体放电的主要微观机制:分子裂解:e* + AB ? A + B+e分子或原子电离: e* + AB (A、B) ? AB+(A+、B+)+e+e分子或原子激发: e* + AB(A、B) ? AB*(A*、B*)+e激发态粒子的发光:、 A*(B*、AB*) → A(B、AB)+hv
CVD工艺方法等离子鞘层 等离子体中电子能量远高于离子能量,所以电子的平均运动速度比离子快得多。 处于等离子体中包括电极在内的任何物体的电位都低于周围的等离子体。即浸没于等离子中的物体相对于等离子体而言是负电位,这种现象被称为等离子鞘层。 等离子鞘层现象在应用等离子体技术的加工工艺中有着非常重要的作用。直流辉光放电等离子体特点 直流气体辉光放电是以电容方式激发气体,所以,电极必须是导电材料。
CVD工艺方法1.3 射频气体辉光放电在一定真空度下,向两电极加载交变电场,频率在5~30MHz之间,通常采用13.56MHz,会产生稳定的射频气体辉光放电。高频电场在较低电压下就可维持放电,二次电子发射不再是气体击穿必要条件。电极表面即可以是导体,也可是绝缘体。射频气体辉光放电当AL≠AR时,有:AL=AR,VL=VR
CVD工艺方法1.4 高密度等离子体的产生高密度等离子体(high density Plasma, HDP),是在简单等离子体发生器上增设电/磁场装置,用横向电/磁场来延长电子在等离子体中的行程,使电子与其它粒子的碰撞更加频繁,从而增加离子和活性基团的浓度。主要技术有:电感耦合、磁控,以及电子回旋共振(ECR)HDP等。
1.5等离子增强化学气相淀积 等离子增强化学气相淀积(Plasma enhanced CVD)是采用等离子体技术把电能耦合到气体中,激活并维持化学反应进行薄膜淀积的一种工艺方法。PECVD就是用等离子体来增强较低温度下化学反应速率。 用SiH4PECVD多晶硅,SiH4等离子化过程:典型PECVD反应器内示意图裂解:电离:?e* + SiH4 → SiH4+ + e + e,E≈12eV e* + SiH3 → SiH3+ + e + e …… CVD工艺方法
薄膜均匀性较好,台阶覆盖特性和粘附性都好于APCVD和LPCVD。薄膜较疏松,密度较低,含较高浓度的氢,有时还含水、氮,成分不是理想的化学配比,如制备的氧化膜不是严格的SiO2,氮化硅也不是严格的Si3N4。PECVD是当前制备SiO2,Si3N4采用较多的CVD方法,所制备的薄膜适合作为集成电路或分立器件芯片的钝化膜和保护膜。PECVD特点与用途 CVD工艺方法
一、 概述2.2离子注入相关理论基础1. 核碰撞四级标题字体:正文中文:思源黑体 CN Medium思源黑体 CN Normal 英文: Times New RomanCambria Math 基础字号:28 色调:一级标题二级标题三级标题请老师确认模板中使用的元素是否符合需求可用使用四级标题备注:封面为了效果更突出,用了思源宋体,如果不需要可以直接更换为思源黑体即可
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