Εναπόθεση χημικών ατμών(CVD)είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία στη βιομηχανία ημιαγωγών για την εναπόθεση ποικίλων υλικών, συμπεριλαμβανομένου ενός ευρέος φάσματος μονωτικών υλικών, των περισσότερων μεταλλικών υλικών και υλικών από κράμα μετάλλων.
Το CVD είναι μια παραδοσιακή τεχνολογία προετοιμασίας λεπτής μεμβράνης. Η αρχή του είναι να χρησιμοποιεί αέριες πρόδρομες ουσίες για την αποσύνθεση ορισμένων συστατικών στον πρόδρομο μέσω χημικών αντιδράσεων μεταξύ ατόμων και μορίων, και στη συνέχεια να σχηματίσει ένα λεπτό φιλμ στο υπόστρωμα. Τα βασικά χαρακτηριστικά της CVD είναι: χημικές αλλαγές (χημικές αντιδράσεις ή θερμική αποσύνθεση). όλα τα υλικά της ταινίας προέρχονται από εξωτερικές πηγές. Τα αντιδρώντα πρέπει να συμμετέχουν στην αντίδραση με τη μορφή αέριας φάσης.
Η εναπόθεση χημικών ατμών χαμηλής πίεσης (LPCVD), η χημική εναπόθεση ατμών ενισχυμένη με πλάσμα (PECVD) και η εναπόθεση χημικών ατμών πλάσματος υψηλής πυκνότητας (HDP-CVD) είναι τρεις κοινές τεχνολογίες CVD, οι οποίες έχουν σημαντικές διαφορές στην εναπόθεση υλικών, στις απαιτήσεις εξοπλισμού, στις συνθήκες διεργασίας κ.λπ. Ακολουθεί μια απλή εξήγηση και σύγκριση αυτών των τριών τεχνολογιών.
1. LPCVD (CVD χαμηλής πίεσης)
Αρχή: Μια διεργασία CVD υπό συνθήκες χαμηλής πίεσης. Η αρχή του είναι να εγχύεται το αέριο αντίδρασης στον θάλαμο αντίδρασης υπό κενό ή περιβάλλον χαμηλής πίεσης, να αποσυντίθεται ή να αντιδρά το αέριο σε υψηλή θερμοκρασία και να σχηματίζει ένα στερεό φιλμ που εναποτίθεται στην επιφάνεια του υποστρώματος. Δεδομένου ότι η χαμηλή πίεση μειώνει τη σύγκρουση αερίου και τον στροβιλισμό, η ομοιομορφία και η ποιότητα του φιλμ βελτιώνονται. Το LPCVD χρησιμοποιείται ευρέως στο διοξείδιο του πυριτίου (LTO TEOS), το νιτρίδιο του πυριτίου (Si3N4), το πολυπυρίτιο (POLY), το φωσφοπυριτικό γυαλί (BSG), το βοροφωσφωσοπυριτικό γυαλί (BPSG), το πολυπυρίτιο, το γραφένιο, τους νανοσωλήνες άνθρακα και άλλες μεμβράνες.
Χαρακτηριστικά:
▪ Θερμοκρασία διεργασίας: συνήθως μεταξύ 500~900°C, η θερμοκρασία της διεργασίας είναι σχετικά υψηλή.
▪ Εύρος πίεσης αερίου: περιβάλλον χαμηλής πίεσης 0,1~10 Torr.
▪ Ποιότητα φιλμ: υψηλή ποιότητα, καλή ομοιομορφία, καλή πυκνότητα και λίγα ελαττώματα.
▪ Ρυθμός εναπόθεσης: αργός ρυθμός εναπόθεσης.
▪ Ομοιομορφία: κατάλληλο για υποστρώματα μεγάλου μεγέθους, ομοιόμορφη εναπόθεση.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
▪ Μπορεί να εναποθέτει πολύ ομοιόμορφα και πυκνά φιλμ.
▪ Έχει καλή απόδοση σε υποστρώματα μεγάλου μεγέθους, κατάλληλα για μαζική παραγωγή.
▪ Χαμηλό κόστος.
▪ Υψηλή θερμοκρασία, ακατάλληλη για ευαίσθητα στη θερμότητα υλικά.
▪ Ο ρυθμός εναπόθεσης είναι αργός και η απόδοση είναι σχετικά χαμηλή.
2. PECVD (CVD ενισχυμένη με πλάσμα)
Αρχή: Χρησιμοποιήστε πλάσμα για να ενεργοποιήσετε αντιδράσεις αέριας φάσης σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, ιονίστε και αποσυνθέστε τα μόρια στο αέριο αντίδρασης και στη συνέχεια εναποθέστε λεπτές μεμβράνες στην επιφάνεια του υποστρώματος. Η ενέργεια του πλάσματος μπορεί να μειώσει σημαντικά τη θερμοκρασία που απαιτείται για την αντίδραση και έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Μπορούν να παρασκευαστούν διάφορες μεταλλικές μεμβράνες, ανόργανες μεμβράνες και οργανικές μεμβράνες.
Χαρακτηριστικά:
▪ Θερμοκρασία διεργασίας: συνήθως μεταξύ 200~400°C, η θερμοκρασία είναι σχετικά χαμηλή.
▪ Εύρος πίεσης αερίου: συνήθως εκατοντάδες mTorr έως αρκετά Torr.
▪ Ποιότητα φιλμ: αν και η ομοιομορφία του φιλμ είναι καλή, η πυκνότητα και η ποιότητα του φιλμ δεν είναι τόσο καλή όσο το LPCVD λόγω ελαττωμάτων που μπορεί να εισαχθούν από το πλάσμα.
▪ Ποσοστό εναπόθεσης: υψηλός ρυθμός, υψηλή απόδοση παραγωγής.
▪ Ομοιομορφία: ελαφρώς κατώτερη από το LPCVD σε υποστρώματα μεγάλου μεγέθους.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
▪ Οι λεπτές μεμβράνες μπορούν να εναποτεθούν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, κατάλληλες για θερμοευαίσθητα υλικά.
▪ Γρήγορη ταχύτητα εναπόθεσης, κατάλληλη για αποδοτική παραγωγή.
▪ Η ευέλικτη διαδικασία, οι ιδιότητες του φιλμ μπορούν να ελεγχθούν με προσαρμογή των παραμέτρων του πλάσματος.
▪ Το πλάσμα μπορεί να δημιουργήσει ελαττώματα μεμβράνης όπως τρύπες ή ανομοιομορφία.
▪ Σε σύγκριση με το LPCVD, η πυκνότητα και η ποιότητα του φιλμ είναι ελαφρώς χειρότερες.
3. HDP-CVD (High Density Plasma CVD)
Αρχή: Μια ειδική τεχνολογία PECVD. Το HDP-CVD (επίσης γνωστό ως ICP-CVD) μπορεί να παράγει υψηλότερη πυκνότητα και ποιότητα πλάσματος από τον παραδοσιακό εξοπλισμό PECVD σε χαμηλότερες θερμοκρασίες εναπόθεσης. Επιπλέον, το HDP-CVD παρέχει σχεδόν ανεξάρτητο έλεγχο ροής ιόντων και ενέργειας, βελτιώνοντας τις δυνατότητες πλήρωσης τάφρων ή οπών για απαιτητική εναπόθεση φιλμ, όπως αντιανακλαστικές επικαλύψεις, εναπόθεση υλικού χαμηλής διηλεκτρικής σταθεράς κ.λπ.
Χαρακτηριστικά:
▪ Θερμοκρασία διαδικασίας: θερμοκρασία δωματίου έως 300℃, η θερμοκρασία της διαδικασίας είναι πολύ χαμηλή.
▪ Εύρος πίεσης αερίου: μεταξύ 1 και 100 mTorr, χαμηλότερο από το PECVD.
▪ Ποιότητα φιλμ: υψηλή πυκνότητα πλάσματος, υψηλή ποιότητα φιλμ, καλή ομοιομορφία.
▪ Ποσοστό εναπόθεσης: το ποσοστό εναπόθεσης είναι μεταξύ LPCVD και PECVD, ελαφρώς υψηλότερο από το LPCVD.
▪ Ομοιομορφία: λόγω του πλάσματος υψηλής πυκνότητας, η ομοιομορφία του φιλμ είναι εξαιρετική, κατάλληλη για επιφάνειες υποστρώματος πολύπλοκου σχήματος.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
▪ Δυνατότητα απόθεσης φιλμ υψηλής ποιότητας σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, πολύ κατάλληλο για ευαίσθητα στη θερμότητα υλικά.
▪ Εξαιρετική ομοιομορφία, πυκνότητα και ομαλότητα επιφανειών.
▪ Η υψηλότερη πυκνότητα πλάσματος βελτιώνει την ομοιομορφία εναπόθεσης και τις ιδιότητες του φιλμ.
▪ Πολύπλοκος εξοπλισμός και υψηλότερο κόστος.
▪ Η ταχύτητα εναπόθεσης είναι αργή και η υψηλότερη ενέργεια πλάσματος μπορεί να προκαλέσει μικρή βλάβη.
Καλωσορίστε οποιουσδήποτε πελάτες από όλο τον κόσμο να μας επισκεφτούν για περαιτέρω συζήτηση!
https://www.vet-china.com/
https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/
https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/
https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-03-2024