Полупроводниковый процесс: химическое осаждение из паровой фазы (CVD)

На полупроводниках и панелях FPD подготовка тонких пленок является важным процессом. Существует множество способов приготовления тонких пленок (TF, Thin Film), распространены следующие два метода:

● CVD (химическое осаждение из паровой фазы)

● PVD (физическое осаждение пары)

Среди них буферный слой/активный слой/изоляционный слой осаждается в камере машины с использованием PECVD.

● Используйте специальные газы: SiH4/NH3/N2O для нанесения пленок SiN и Si/SiO2.

● Некоторым машинам CVD необходимо использовать H2 для гидрирования, чтобы повысить подвижность носителей.

● NF3 - это чистящий газ. Для сравнения: F2 очень токсичен, а парниковый эффект SF6 выше, чем у NF3.

В процессе полупроводникового устройства существует больше типов тонких пленок, в дополнение к общему siO2/si/sin, есть также W, Ti/Tin, HFO2, SIC и т. Д.

Это также является причиной, по которой в полупроводниковой промышленности используются много видов предшественников, используемых в полупроводниковой промышленности, чтобы сделать различные типы тонких пленок.

Мы объясняем это следующим образом:

1. Типы CVD и некоторые газы-прекурсоры

2. Основной механизм CVD и качества пленки

1. Типы CVD и некоторые газы-прекурсоры

ССЗ – это очень общее понятие, которое можно разделить на множество типов.Полем Общие:

● ПЭЦВД: Плазменное усиление сердечно-сосудистых заболеваний

● LPCVD: CVD низкого давления

● ALD: осаждение атомного слоя

● Mocvd: Металлоорганический сердечный показатель

Во время процесса CVD химические связи предшественника необходимо разорвать перед химическими реакциями.

Энергия для разрыва химических связей происходит от тепла, поэтому температура камеры будет относительно высокой, что не является дружелюбным для некоторых процессов, таких как подложка стекла панели или материал PI гибкого экрана. Следовательно, вводив другую энергию (формирование плазмы и т. Д.), Чтобы снизить температуру процесса, чтобы соответствовать некоторым процессам, которые требуют температуры, тепловый бюджет также будет снижен.

Поэтому PECVD-осаждение a-Si:H/SiN/поли-Si широко используется в индустрии дисплеев FPD. Распространенные предшественники и пленки сердечно-сосудистых заболеваний:

Поликристаллический кремний/монокристаллический кремний SiO2 SiN/SiON W/Ti WSi2 HfO2/SiC

Шаги основного механизма сердечно -сосудистых заболеваний:

1. Предшественник реакции газ поступает в камеру

2. Промежуточные продукты, полученные газовой реакцией.

3. Промежуточные продукты газа диффузно на поверхности субстрата

4. Адсорбированный на поверхности субстрата и рассеивается

5. Химическая реакция возникает на поверхности субстрата, образование зародышеобразования/образования острова/пленки

6. Побочные продукты десорбируются, вакуумные выкачиваются и выписаны после входа в скруббер для лечения

Как упоминалось ранее, весь процесс включает в себя несколько этапов, таких как диффузия/адсорбция/реакция. На общую скорость образования пленки влияют многие факторы, такие как температура/давление/тип реакционного газа/тип подложки. Диффузия имеет диффузионную модель для прогнозирования, адсорбция имеет теорию адсорбции, а химическая реакция имеет теорию кинетики реакции.

Во всем процессе самый медленный шаг определяет всю скорость реакции. Это очень похоже на метод критического пути управления проектами. Самый длинный поток активности определяет кратчайшую продолжительность проекта. Продолжительность может быть сокращена путем выделения ресурсов для сокращения времени этого пути. Точно так же CVD может найти ключевое узкое место, которое ограничивает скорость образования пленки, понимая весь процесс, и корректировать настройки параметров для достижения идеальной скорости образования пленки.

2. Оценка качества пленки CVD.

Некоторые пленки плоские, некоторые из них являются заполнением отверстия, а некоторые - начинку для канавки, с очень разными функциями. Коммерческие машины CVD должны соответствовать основным требованиям:

● Мощность обработки машины, скорость осаждения

● последовательность

● Реакции в газовой фазе не могут производить частицы. Очень важно не допускать образования частиц в газовой фазе.

Некоторые другие требования к оценке следующие:

● Хорошее покрытие шагов.

● Способность заполнить пробелы в высоком соотношении сторон (конформность).

● Хорошая толщина.

● Высокая чистота и плотность

● Высокая степень структурного совершенства с низким пленочным напряжением

● Хорошие электрические свойства

● Отличная адгезия к материалу подложки.