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薄膜淀積種類：導體、半導體、絕緣體

化學氣相淀積的含義

化學氣相淀積，簡稱CVD，它是通過氣體混合的化學反應的方式在硅片表面淀積一層固體薄膜的工藝。

化學氣相淀積的基本原理

1）參加反應的氣體混合物被輸運到沉積區(qū)

2）反應物由主氣流擴散到襯底表面

3）反應物分子吸附在襯底表面上

4）吸附物分子間或吸附分子與氣體分子間發(fā)生化學反應，生成原子和化學反應副產物，原子沿襯底表面遷移并形成薄膜 

5）反應副產物分子從襯底表面解吸，擴散到主氣流中，排出沉積區(qū)

化學氣相淀積的過程

 （a） 形成晶核：

 （b） 晶粒聚集:

 （c） 形成連續(xù)的膜

化學氣相淀積的分類

1）APCVD  常壓化學氣相淀積

•  反應速度和淀積速度較快淀積速度可達1000nm/min

•  APCVD淀積膜的均勻性較差

•  氣體消耗量大

•  臺階覆蓋能力差

2）LPCVD  低壓化學氣相淀積

在同樣的膜厚均勻性要求下，LPCVD硅片的間距可以更小，使LPCVD的生產效率更高

3）PECVD  等離子體增強型化學氣相淀積

• 反應溫度低200－400℃和良好的臺階覆蓋能力，  可以應用在AL等低熔點金屬薄膜上淀積，

• 缺點是淀積過程引入的粘污

幾種主要薄膜的化學氣相淀積

SiO2的CVD

1）APCVD

（1）用硅烷淀積

特點：淀積溫度較低

         純SiH4,在空氣中極其易燃且不穩(wěn)定，所以要用氮氣或

         氬氣稀釋。

         臺階覆蓋能力及間隙填充能力較差 。

 

（2）TEOS-O3法

（3）PSG、BPSG制備

2）LPCVD制SiO2.

（1） 用TEOS制備SiO2

（2） SiH2Cl2-N2O制備SiO2

3） PECVD制備SiO2膜

（1） SiH4-N2O法制SiO2膜

（2） TEOS法制SiO2膜

Si3N4的CVD

1）LPCVD制備Si3N4薄膜

特點：有較好的臺階覆蓋和較少的粒子污染，但薄膜的內應力較大，當厚度超過200nm時，氮化硅容易出現開裂。此外受溫度的限制

2）PECVD制備Si3N4薄膜

（1）SiH4-NH3制備Si3N4

（2）SiH4-N2制備Si3N4

性質	LPCVD	PECVD
淀積溫度℃）	700～800	300～400
組成成分	Si3N4	SixNyHz
臺階覆蓋	整形	共形
23℃下硅上的應力達因/平方厘米）

多晶硅與金屬鎢的CVD

1.多晶硅的CVD

2.金屬鎢的CVD

金屬化窗口圖形比較

1） 選擇性鎢

做淀積鎢時，采用六氟化鎢WF6作為氣體源，六氟化鎢能與襯底窗口處的硅反應，而不與二氧化硅、氮化硅反應，所以鎢可以選擇性地沉積在硅接觸窗口中

特點：鎢與硅有很好的接觸，可以降低接觸電阻。但這個過程將消耗襯底上的硅并造成結的損失，同時會將氟引入到襯底中。所以選擇性鎢并不常用在IC制造中。

2）全區(qū)鎢沉積

通常用鈦/氮化鈦作為鎢和硅接觸的阻擋層和附著層進行全區(qū)域的鎢沉積，再進行回蝕或化學機械拋光CMP

CVD沉積鎢籽晶層和體材料

硅化鎢的CVD

1） 采用WF6和SiH4作為反應劑

2） 采用WF6和SiH2Cl2(DCS）作為反應劑

鈦與氮化鈦的CVD

1.金屬鈦的CVD

2.氮化鈦的CVD