LPCVD是低壓化學氣相沉積(LowPressureChemicalVaporDeposition)的簡稱,是一種在低壓條件下利用氣態(tài)化合物在基片表面發(fā)生化學反應并形成穩(wěn)定固體薄膜的工藝。LPCVD是一種常用的CVD工藝,與常壓CVD(APCVD)、等離子體增強CVD(PECVD)、高密度等離子體CVD(HDPCVD)和原子層沉積(ALD)等其他CVD工藝相比,具有一些獨特的特點和優(yōu)勢。LPCVD的原理是利用加熱設備作為熱源,將基片放置在反應室內(nèi),并維持一個低壓環(huán)境(通常在10-1000Pa之間)。然后向反應室內(nèi)輸送含有所需薄膜材料元素的氣體或液體前驅體,使其與基片表面接觸并發(fā)生熱分解或氧化還原反應,從而在基片表面沉積出所需的薄膜材料。LPCVD可以沉積多種類型的薄膜材料,如多晶硅、氮化硅、氧化硅、氧化鋁、二硫化鉬等。鍍膜層能有效提升產(chǎn)品的化學穩(wěn)定性。沈陽真空鍍膜工藝流程
LPCVD設備中的薄膜材料在各個領域有著廣泛的應用。例如:(1)多晶硅薄膜在微電子和太陽能領域有著重要的應用,如作為半導體器件的源漏極或柵極材料,或作為太陽能電池的吸收層或窗口層材料;(2)氮化硅薄膜在光電子和微機電領域有著重要的應用,如作為光纖或波導的折射率匹配層或包層材料,或作為微機電系統(tǒng)(MEMS)的結構層材料;(3)氧化硅薄膜在集成電路和傳感器領域有著重要的應用,如作為金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的柵介質(zhì)層或通道層材料,或作為氣體傳感器或生物傳感器的敏感層或保護層材料;(4)碳化硅薄膜在高溫、高功率、高頻率領域有著重要的應用,如作為功率器件或微波器件的基底材料或通道材料寶雞來料真空鍍膜真空鍍膜在電子產(chǎn)品中不可或缺。
通常在真空鍍膜中制備的薄膜與襯底的粘附主要與一下幾個因素有關:1.襯底表面的清潔度;2.制備時腔體的本底真空度;3.襯底表面的預處理。襯底的清潔度會嚴重影響薄膜的粘附力,也可能導致制備的薄膜在臟污處出現(xiàn)應力集中甚至導致開裂;設備的本底真空也是影響粘附力的重要5因素,對于磁控濺射來說,通常要保證設備的本底真空盡量低于5E-6Torr;對于某些襯底表面,通??梢允褂玫入x子體對其進行預處理,也能很大程度增加薄膜的粘附力。
介質(zhì)薄膜是重要的半導體薄膜之一。它可用作電路間的絕緣層,掩蔽半導體主要元件的相互擴散和漏電現(xiàn)象,從而進一步改善半導體操作性能的可靠性;它還可用作保護膜,在半導體制程的環(huán)節(jié)生成保護膜,保護芯片不受外部沖擊;或用作隔離膜,在堆疊一層層元件后進行刻蝕時,防止無需移除的部分被刻蝕。淺槽隔離(STI,ShallowTrenchIsolation)和金屬層間電介質(zhì)層(就是典型的例子。沉積材料主要有二氧化硅(SiO2),碳化硅(SiC)和氮化硅(SiN)等。真空鍍膜過程中需精確控制氣體流量。
器件尺寸按摩爾定律的要求不斷縮小,柵極介質(zhì)的厚度不斷減薄,但柵極的漏電流也隨之增大。在5.0nm以下,SiO2作為柵極介質(zhì)所產(chǎn)生的漏電流已無法接受,這是由電子的直接隧穿效應造成的。HfO2族的高k介質(zhì)是目前比較好的替代SiO2/SiON的選擇。HfO2族的高k介質(zhì)主要通過原子層沉積(ALD)或金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)等方法沉積。介質(zhì)膜的主要作用有:1.改善半導體器件和集成電路參數(shù);2.增強器件的穩(wěn)定性和可靠性,二次鈍化可強化器件的密封性,屏蔽外界雜質(zhì)、離子電荷、水汽等對器件的有害影響;3.提高器件的封裝成品率,鈍化層為劃片、裝架、鍵合等后道工藝處理提供表面的機械保護;4.其它作用,鈍化膜及介質(zhì)膜還可兼作表面及多層布線的絕緣層;熱氧化是在一定的溫度和氣體條件下,使硅片表面氧化一定厚度的氧化硅的。主要有干法氧化和濕法氧化。馬鞍山真空鍍膜工藝流程
真空鍍膜技術為產(chǎn)品提供可靠保護。沈陽真空鍍膜工藝流程
LPCVD設備中還有一個重要的工藝參數(shù)是氣體前驅體的流量,因為它也影響了反應速率、反應機理、反應產(chǎn)物、反應選擇性等方面。一般來說,流量越大,氣體在反應室內(nèi)的濃度越高,反應速率越快,沉積速率越高;流量越小,氣體在反應室內(nèi)的濃度越低,反應速率越慢,沉積速率越低。但是,并不是流量越大越好,因為過大的流量也會帶來一些不利的影響。例如,過大的流量會導致氣體在反應室內(nèi)的停留時間縮短,從而降低沉積效率或增加副產(chǎn)物;過大的流量會導致氣體在反應室內(nèi)的流動紊亂,從而降低薄膜的均勻性或質(zhì)量;過大的流量會導致氣體前驅體之間或與襯底材料之間的競爭反應增加,從而改變反應機理或反應選擇性。沈陽真空鍍膜工藝流程