化學氣相沉積 (Chemical Vapor Deposition, CVD)是指不同分壓的多種氣相狀態(tài)反應物在一定溫度和氣壓下發(fā)生化學反應,生成的固態(tài)物質(zhì)沉積在襯底材料表面,從而獲得所需薄膜的工藝技術(shù)。在傳統(tǒng)集成電路制造工藝中,所獲得的薄膜材料一般為氧化物、氮化物、碳化物等化合物或多晶硅、非晶硅等材料。45nm 節(jié)點后比較常用的選擇性外延 (Selective Epitaxy)技術(shù),如源漏 SiGe 或 Si 選擇性外延生長,也是一種CVD 技術(shù),這種技術(shù)可在硅或其他材料單晶襯底上順著原有晶格繼續(xù)形成同種類或晶格相近的單晶材料。CVD廣泛用于絕緣介質(zhì)薄膜(如 SiO2、Si3N4和 SiON等)及金屬薄膜(如 W 等)的生長。在一定的溫度下,基本的化學反應為
SiH4 + O2 ———> SiO2 + 2H2
SiH4 + 2PH3 + O2 ———> SiO2 + 2P + 5H2
SiH4 + B2H6+ O2 ———> SiO2 + 2B+ 5H2
3SiH4 + 4NH3 ———> Si3N4+ 12H2
用來作為反應的氣體還有 N2O、Si (C2H5O)4、SiCl2H2、WF6等。通常,按照壓力分類,CVD 可分為常壓化學氣相沉積 ( Atmospherie Pressure CVD,APCVD)、亞常壓化學氣相沉積 (Sub Atmospheric Pressure CVD)和低壓化學氣相沉積 (Low Pressure CVD, LPCVD):按照溫度分類,CVD 可分為高溫/低溫氧化膜化學氣相沉積(HTO/LTO CVD) 和快速熱化學氣相沉積 (Rapid ThermalCVD,RTCVD);按照反應源分類,CVD 可分為硅烷基化學氣相沉積 (Silane-Based CVD)、聚酯基化學氣相沉積 (TEOS-Based CVD)和金屬有機氣相沉積(MOCVD);按照能量分類,CVD 可分為熱能化學氣相沉積 (Thermal CVD)、等離子體增強化學氣相沉積 (Plasma Enhanced CVD, PECVD)和高密度等離子體化學氣相沉積 (High Density Plasma CVD, HDPCVD);近期還發(fā)展出縫隙填充能力極好的流動性化學氣相沉積(Flowable CVD,FCVD)。不同的CVD 生長的膜的特性(如化學成分、介電常數(shù)、張力、應力和擊穿電壓)都有差別,可根據(jù)不同的工藝要求(如溫度、臺階覆蓋率、填充要求等)而分別使用。
審核編輯 :李倩
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原文標題:化學氣相沉積工藝(Chemical Vapor Deposition,CVD)
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