Einführung in drei gängige CVD-Technologien

Chemische Gasphasenabscheidung(CVD)

CVD ist eine traditionelle Technologie zur Herstellung dünner Schichten. Its principle is to use gaseous precursors to decompose certain components in the precursor through chemical reactions between atoms and molecules, and then form a thin film on the substrate. The basic characteristics of CVD are: chemical changes (chemical reactions or thermal decomposition); all materials in the film come from external sources; reactants must participate in the reaction in the form of gas phase.

1. LPCVD (Niederdruck-CVD)

Merkmale:

▪ Prozesstemperatur: normalerweise zwischen 500 und 900 °C, die Prozesstemperatur ist relativ hoch;
▪ Gasdruckbereich: Niederdruckumgebung von 0,1–10 Torr;
▪ Filmqualität: hohe Qualität, gute Gleichmäßigkeit, gute Dichte und wenige Fehler;
▪ Ablagerungsrate: langsame Ablagerungsrate;
▪ Gleichmäßigkeit: geeignet für großformatige Substrate, gleichmäßige Abscheidung;

Vor- und Nachteile:

▪ Kann sehr gleichmäßige und dichte Filme abscheiden;
▪ Gute Leistung auf großformatigen Substraten, geeignet für die Massenproduktion;
▪ Niedrige Kosten;
▪ Hohe Temperatur, nicht für wärmeempfindliche Materialien geeignet;
▪ Die Abscheidungsrate ist langsam und die Leistung relativ gering.

2. PECVD (Plasmagestütztes CVD)

Principle: Use plasma to activate gas phase reactions at lower temperatures, ionize and decompose the molecules in the reaction gas, and then deposit thin films on the substrate surface. Die Energie des Plasmas kann die für die Reaktion erforderliche Temperatur erheblich senken und hat ein breites Anwendungsspektrum. Es können verschiedene Metallfilme, anorganische Filme und organische Filme hergestellt werden.

Merkmale:

▪ Prozesstemperatur: normalerweise zwischen 200 und 400 °C, die Temperatur ist relativ niedrig;
▪ Gasdruckbereich: normalerweise Hunderte mTorr bis mehrere Torr;

▪ Abscheidungsrate: hohe Rate, hohe Produktionseffizienz;

Vor- und Nachteile:

▪ Dünne Filme können bei niedrigeren Temperaturen abgeschieden werden, geeignet für wärmeempfindliche Materialien;
▪ Schnelle Abscheidungsgeschwindigkeit, geeignet für eine effiziente Produktion;
▪ Flexibler Prozess, Filmeigenschaften können durch Anpassung der Plasmaparameter gesteuert werden;

▪ Im Vergleich zu LPCVD sind Filmdichte und Qualität etwas schlechter.

3. HDP-CVD (High Density Plasma CVD)

Prinzip: Eine spezielle PECVD-Technologie. HDP-CVD (also known as ICP-CVD) can produce higher plasma density and quality than traditional PECVD equipment at lower deposition temperatures. In addition, HDP-CVD provides almost independent ion flux and energy control, improving trench or hole filling capabilities for demanding film deposition, such as anti-reflective coatings, low dielectric constant material deposition, etc.

Merkmale:

▪ Gasdruckbereich: zwischen 1 und 100 mTorr, niedriger als PECVD;

▪ Abscheidungsrate: Die Abscheidungsrate liegt zwischen LPCVD und PECVD, etwas höher als bei LPCVD;

Vor- und Nachteile:

▪ Hervorragende Gleichmäßigkeit, Dichte und Oberflächenglätte des Films;

▪ Komplizierte Ausrüstung und höhere Kosten;
▪ Die Abscheidungsgeschwindigkeit ist langsam und eine höhere Plasmaenergie kann zu geringfügigen Schäden führen.

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