化学气相淀积解读.ppt

天津工业大学 集成电路工艺原理 TEOS SiH4 天津工业大学 集成电路工艺原理 硅烷（SiH4）具有完全的对称结构，不易在衬底表面发生物理吸附，只能分解之后在衬底表面发生化学吸附，而化学吸附的作用力大，使之表面迁移能力和再发射能力很低，所以台阶覆盖性能较差； 四乙氧基硅烷（TEOS）的结构不完全对称，容易在衬底表面通过氢键发生物理吸附，而物理吸附的作用力相对较小，因而表面迁移能力和再发射能力较强，因而台阶覆盖性能好。 天津工业大学 集成电路工艺原理 CVD SiO2的掺杂（磷硅玻璃，硼硅玻璃） SiO2的掺杂可以在制备过程中加入掺杂剂实现原位掺杂。 PSG在高温下可以流动，从而可以形成更平坦的表面，阶梯覆盖也有所改善，常用于平坦化工艺作为PMD。 天津工业大学 集成电路工艺原理 天津工业大学 集成电路工艺原理 淀积-回刻-淀积制备平坦IMD表面 共形覆盖 天津工业大学 集成电路工艺原理 天津工业大学 集成电路工艺原理 §6.5 CVD氮化硅的特性和淀积方法 Si3N4的特性及其在IC中的作用: 最终钝化层和机械保护层 选择性氧化的掩蔽膜（LOCOS工艺） O-N-O叠层介质绝缘材料 MOSFET栅极的侧墙 沟槽隔离的CMP终止层 Si3N4的淀积方法: LPCVD：3SiCl2H2(气)+4NH3(气) Si3N4(固)＋6HCl(气)＋6H2(气) PECVD：SiH4(气)+NH3(或N2)(气) SixNyHz(固)+H2(气) 天津工业大学 集成电路工艺原理 §6.6 金属的化学气相淀积 难熔金属（W,Ti,Mo）及其化合物 电阻率高，主要用于接触孔填充材料和局部互连材料 天津工业大学 集成电路工艺原理 为什么要用钨塞(plug)？ 天津工业大学 集成电路工艺原理 CVD淀积钨 钨源一般采用WF6，有两种还原方法： WF6(气)+3H2(气) W(固)+6HF(气) 2 WF6(气)+3SiH4(气) 2W(固)+3SiF4(气)+6H2(气) 淀积过程： 表面原位预清洁处理； 淀积接触层（溅射或CVD淀积Ti膜） 淀积附着/阻挡层（溅射或CVD淀积TiN膜） WF6与SiH4反应淀积一薄层成核层 WF6与H2反应淀积体相钨 回刻钨膜以及附着层和接触层 天津工业大学 集成电路工艺原理 天津工业大学 集成电路工艺原理 小结 CVD的基本概念及应用 CVD的基本过程（5步）及边界层的概念 Grove模型，两种控制过程，影响CVD淀积速率的因素（温度、反应物浓度） CVD系统的构成，各种源及加热方式 常见的三种CVD系统的特点（APCVD，LPCVD，PECVD） CVD二氧化硅的方法和特点 CVD多晶硅和氮化硅的方法和特点 CVD金属的应用及钨的淀积方法 天津工业大学 集成电路工艺原理 CompanyLOGO 天津工业大学 集成电路工艺原理 Chap.6 化学气相淀积（CVD） CVD的基本概念、特点及应用 1 CVD的基本模型及控制因素 2 3 CVD多晶硅和氮化硅的方法 4 5 CVD SiO2的特性和方法 CVD系统的构成和分类 天津工业大学 集成电路工艺原理 CVD的基本概念 化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition）： ——把含有构成薄膜元素的气态反应剂或者液态反应剂的蒸气，以合理的流速引入反应室，并以某种方式激活后在衬底表面发生化学反应并在淀积成膜的一种方法。 天津工业大学 集成电路工艺原理 CVD氧化膜与热生长氧化膜 天津工业大学 集成电路工艺原理 CVD的工艺特点 CVD成膜温度远低于衬底的熔点或软点，减轻了对衬底的热形变，减少了沾污，抑制了缺陷的生成，减轻了杂质的再分布，适合于制造浅结分离器件及VLSI电路，而且设备简单，重复性好； 薄膜的成分精确可控，配比范围大； 淀积速率一般高于PVD，厚度范围广，由几百埃到数毫米，且能大量生产； 淀积薄膜结构完整，致密，与衬底粘附性好，且台阶覆盖性能较好； 薄膜纯度较差，一般用于制备介质膜。 天津工业大学 集成电路工艺原理 CVD薄膜的应用 浅槽隔离（STI，USG） 侧墙掩蔽（Sidewall, USG） 前金属化介质层（PMD，PSG、BPSG） 金属间介质层（IMD，USG、FSG） 钝化保护层（PD，Oxide/Nitride） 抗反射涂层（ARC，SiON） 天津工业大学 集成电路工艺原理 天津工业大学 集成电路工艺原理 浅槽隔离（STI） 天津工业大学 集成电路工艺原理