薄膜工艺技术
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3 :关于TEOS
TEOS结构:
用TEOS代替普通SIO2原因:用于IMD,台阶覆盖性 极好;热稳定性好;相对普通的二氧化硅,较致密
缺点:颗粒度
与TEOS相对应,BPSG可用TMB,TMPO来沉积。
SI(OC2H5)4,B(OC2H5)3,PO(OCH3)3
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2020/12/5
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CVD部分
一:概述 二:CVD沉积原理及特点 三:CVD沉积膜及其应用 四:CVD方法及设备 五:薄膜技术的发展
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一:概述
¡
基本上,集成电路是由数层材质不同的
薄膜组成,而使这些薄膜覆盖在硅晶片上的
技术,便是所谓的薄膜沉积及薄膜成长技术。
代替了由剧毒的B2H6和PH3。
4:Tungsten plug(画图)
用于上下金属层间的中间金属连接物,用钨的原 因?基本上会用钨来作为半导体元件的金属内连线。 原因?
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四:CVD方法及设备
一般而言,任何CVD系统均包括一个反应腔室, 一组气体传输系统,排气系统及工艺控制系统等。
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二:CVD沉积原理及特点
D:薄膜的参数
厚度 均匀性/台阶覆盖性(画图说明) 表面平整度/粗糙度 自由应力 洁净度 完整性
影响薄膜质量和沉积速率的参数:反应气体流量,反 应压力,腔室温度,是否参杂及参杂数量,RF频率 和功率
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三:CVD沉积膜及其应用
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3rew
演讲完毕,谢谢听讲!
再见,see you again
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2020/12/5
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用CVD法沉积硅薄膜实际上是从气相中生长晶体的复相物 理—化学过程,是一个比较复杂的过程。大致可分为以 下几步:
① 反应物分子通过输运和扩散到衬底表面。 ② 反应物分子吸附在衬底表面。 ③ 吸附分子间或吸附分子与气体分子间发生化学反应,形
成晶核 ④ 晶核生长-----晶粒聚结----缝道填补-----沉积膜成长。
时除了反应温度的另外一个主要优点。
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五:薄膜技术的发展和应用
随着集成电路的规模越来越大,尺寸越来越小, 电路功能越来越强大,今后的CVD发展将集中在如 何沉积新的材料,如何使用新的沉积技术以及如何 改善沉积膜的阶梯覆盖能力。
当然,薄膜技术并不仅仅局限于半导体行业, 在其他的许多行业,如需要沉积金刚石或类金刚石 以及有机物膜时,传统的CVD和PVD便出现了瓶颈。 其他的技术如PLD(pulsed laser deposition)便显示 出了它独特的一面。
前面说过,CVD几乎可以沉积半导体元件所需要 的所有薄膜。主要的介电材料有SiO2,SN,PSG, BPSG等;导体要W,Mo及多晶硅;半导体则有硅。 一:外延(EPI) 指在单晶衬底上生长一层新的单晶的技术。 同质: 异质: SICL4+2H2=SI+4HCL 过程非常复杂,不易控制。 实例:50000
➢ 应力:LPCVD法沉积的SN应力非常大,故LPCVD沉积的
SN不宜超过一定的范围,以免发生龟裂。由于PECVD可
以凭借RF功率的调整,来控制离子对沉积膜的轰击,使
SN应力下降。所以用作保护层的SN可以沉积的比较厚
(PECVD沉积的),以便抵挡外来的水气、碱金属离子
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
及机械性的创伤。这可以说是以PECVD法进行薄膜沉积
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三:CVD沉积膜及其应用
反应式及应用(见下表) 举例说明 补充:1:BPSG(参杂的二氧化硅)
作用:1,2,3 反应式:SIH4+2N2O=SIO2+H2+2N2
PH3+N2O= B2H6+N2O= 2:SN:LOCOS技术,FOX SIH2CL2+NH3= 钝化:SN对碱金属和水气极强的扩散阻挡能力
3:LPCVD和PECVD沉积膜差别
一般的,PECVD主要用来沉积介电材料膜。而LPCVD则 都可进行沉积(本公司也不例外)。
对于介电材料膜区别:
① SIO2:主要是台阶覆盖性区别(IMD)。
② SN:
➢ LPCVD用SIH2CL2为主的反应物(因为以SIH4为主的反 应物沉积的SN均匀性较差);此法沉积的SN膜成分单纯, 一般用在SIO2 层之刻蚀或FOX的掩模上。而PECVD 是以 SIH4为主的反应物,成分不如LP的单纯。原因?
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二:CVD沉积原理及特点
C:CVD工艺特点:
1)CVD成膜温度远低于体材料的熔点或软点。因 此减轻了衬底片的热形变,减少了玷污,抑制了缺 陷生成; 设备简单,重复性好; (2)薄膜的成分精确可控; (3)淀积速率一般高于PVD(如蒸发、溅射等) (4)淀积膜结构完整、致密,与衬底粘附性好。 (5)极佳的覆盖能力
A. APCVD(工作特点,缺点?) B. LPCVD(比较普遍的原因) C. PECVD(占CVD主流的原因:低压和低温) D. 下面主要介绍LPCVD和PECVD E. 1:LPCVD 结构(画图) 工作原理及压力 2:PECVD 工作原理:能够低温反应的原因 结构
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沉积:
成长:
薄膜沉积技术的发展,从早期的蒸镀开
始至今,已经发展成为两个主要的方向: CVD和PVD
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¡ 经过数十年的发展,CVD已经成为半导体 生产过程中最重要的薄膜沉积方法。PVD的 应用大都局限在金属膜的沉积上;而CVD几 乎所有的半导体元件所需要的薄膜,不论是 导体,半导体,或者介电材料,都可以沉积。
在目前的VLSI及ULSI生产过程中,除了 某些材料因特殊原因还在用溅镀法之外,如 铝硅铜合金及钛等,所有其他的薄膜均用 CVD法来沉积。
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二:CVD沉积原理及特点
A: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
B:沉积原理:(误区 )(画图)