Lắng đọng hơi hóa chất(CVD)là công nghệ được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành bán dẫn để lắng đọng nhiều loại vật liệu, bao gồm nhiều loại vật liệu cách điện, hầu hết các vật liệu kim loại và vật liệu hợp kim kim loại.
CVD là công nghệ chuẩn bị màng mỏng truyền thống. Nguyên tắc của nó là sử dụng tiền chất dạng khí để phân hủy một số thành phần nhất định trong tiền chất thông qua các phản ứng hóa học giữa các nguyên tử và phân tử, sau đó tạo thành một màng mỏng trên đế. Các đặc điểm cơ bản của CVD là: các biến đổi hóa học (phản ứng hóa học hoặc phân hủy nhiệt); mọi tư liệu trong phim đều lấy từ nguồn bên ngoài; chất phản ứng phải tham gia phản ứng ở dạng pha khí.
Lắng đọng hơi hóa học áp suất thấp (LPCVD), lắng đọng hơi hóa học tăng cường plasma (PECVD) và lắng đọng hơi hóa học plasma mật độ cao (HDP-CVD) là ba công nghệ CVD phổ biến, có sự khác biệt đáng kể về lắng đọng vật liệu, yêu cầu thiết bị, điều kiện quy trình, v.v. Sau đây là phần giải thích và so sánh đơn giản về ba công nghệ này.
1. LPCVD (CVD áp suất thấp)
Nguyên tắc: Quá trình CVD trong điều kiện áp suất thấp. Nguyên lý của nó là bơm khí phản ứng vào buồng phản ứng trong môi trường chân không hoặc áp suất thấp, phân hủy hoặc phản ứng khí ở nhiệt độ cao và tạo thành một màng rắn lắng đọng trên bề mặt đế. Vì áp suất thấp làm giảm va chạm và nhiễu loạn khí nên tính đồng nhất và chất lượng của màng được cải thiện. LPCVD được sử dụng rộng rãi trong silicon dioxide (LTO TEOS), silicon nitride (Si3N4), polysilicon (POLY), thủy tinh phosphosilicate (BSG), thủy tinh borophosphosilicate (BPSG), polysilicon pha tạp, graphene, ống nano carbon và các màng khác.
Đặc trưng:
▪ Nhiệt độ quy trình: thường từ 500~900°C, nhiệt độ quy trình tương đối cao;
▪ Dải áp suất khí: môi trường áp suất thấp 0,1~10 Torr;
▪ Chất lượng màng: chất lượng cao, độ đồng đều tốt, mật độ tốt, ít khuyết tật;
▪ Tốc độ lắng đọng: tốc độ lắng đọng chậm;
▪ Tính đồng nhất: phù hợp với bề mặt có kích thước lớn, lắng đọng đồng đều;
Ưu điểm và nhược điểm:
▪ Có thể lắng đọng các màng rất đồng đều và dày đặc;
▪ Hoạt động tốt trên các chất nền có kích thước lớn, thích hợp cho sản xuất hàng loạt;
▪ Chi phí thấp;
▪ Nhiệt độ cao, không thích hợp với các vật liệu nhạy nhiệt;
▪ Tốc độ lắng đọng chậm và sản lượng tương đối thấp.
2. PECVD (CVD tăng cường huyết tương)
Nguyên tắc: Sử dụng plasma để kích hoạt các phản ứng pha khí ở nhiệt độ thấp hơn, ion hóa và phân hủy các phân tử trong khí phản ứng, sau đó lắng đọng màng mỏng trên bề mặt đế. Năng lượng của plasma có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ cần thiết cho phản ứng và có nhiều ứng dụng. Có thể chuẩn bị nhiều loại màng kim loại, màng vô cơ và màng hữu cơ.
Đặc trưng:
▪ Nhiệt độ xử lý: thường từ 200~400°C, nhiệt độ tương đối thấp;
▪ Phạm vi áp suất khí: thường từ hàng trăm mTorr đến vài Torr;
▪ Chất lượng phim: mặc dù độ đồng đều của phim tốt nhưng mật độ và chất lượng của phim không tốt bằng LPCVD do các khuyết tật có thể do plasma gây ra;
▪ Tỷ lệ lắng đọng: tỷ lệ cao, hiệu quả sản xuất cao;
▪ Tính đồng nhất: kém hơn một chút so với LPCVD trên nền có kích thước lớn;
Ưu điểm và nhược điểm:
▪ Màng mỏng có thể lắng đọng ở nhiệt độ thấp hơn, phù hợp với các vật liệu nhạy nhiệt;
▪ Tốc độ lắng đọng nhanh, phù hợp cho hiệu quả sản xuất;
▪ Quy trình linh hoạt, tính chất màng có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh các thông số plasma;
▪ Plasma có thể tạo ra các khuyết tật trên màng như lỗ kim hoặc không đồng đều;
▪ So với LPCVD, mật độ và chất lượng phim kém hơn một chút.
3. HDP-CVD (CVD huyết tương mật độ cao)
Nguyên tắc: Một công nghệ PECVD đặc biệt. HDP-CVD (còn được gọi là ICP-CVD) có thể tạo ra mật độ và chất lượng huyết tương cao hơn thiết bị PECVD truyền thống ở nhiệt độ lắng đọng thấp hơn. Ngoài ra, HDP-CVD cung cấp khả năng kiểm soát năng lượng và dòng ion gần như độc lập, cải thiện khả năng lấp đầy rãnh hoặc lỗ cho các yêu cầu lắng đọng màng, chẳng hạn như lớp phủ chống phản chiếu, lắng đọng vật liệu có hằng số điện môi thấp, v.v.
Đặc trưng:
▪ Nhiệt độ quá trình: nhiệt độ phòng đến 300oC, nhiệt độ quá trình rất thấp;
▪ Dải áp suất khí: từ 1 đến 100 mTorr, thấp hơn PECVD;
▪ Chất lượng màng: mật độ plasma cao, chất lượng màng cao, độ đồng đều tốt;
▪ Tỷ lệ lắng đọng: tỷ lệ lắng đọng nằm trong khoảng LPCVD và PECVD, cao hơn một chút so với LPCVD;
▪ Tính đồng nhất: do plasma mật độ cao nên độ đồng đều của màng rất tốt, phù hợp với các bề mặt nền có hình dạng phức tạp;
Ưu điểm và nhược điểm:
▪ Có khả năng lắng đọng màng chất lượng cao ở nhiệt độ thấp hơn, rất phù hợp với các vật liệu nhạy nhiệt;
▪ Độ đồng đều, mật độ và độ mịn bề mặt tuyệt vời;
▪ Mật độ plasma cao hơn cải thiện tính đồng nhất lắng đọng và tính chất màng;
▪ Thiết bị phức tạp và giá thành cao hơn;
▪ Tốc độ lắng đọng chậm và năng lượng plasma cao hơn có thể gây ra một lượng thiệt hại nhỏ.
Chào mừng bất kỳ khách hàng nào từ khắp nơi trên thế giới đến thăm chúng tôi để thảo luận thêm!
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
Thời gian đăng: Dec-03-2024