Halbleiterprozess: Chemical Vapour Deposition (CVD)

Bei Halbleitern und FPD -Panel -Displays ist die Vorbereitung dünner Filme ein wichtiger Prozess. Es gibt viele Möglichkeiten, dünne Filme (TF, Thin Film) herzustellen. Die folgenden zwei Methoden sind üblich:

● CVD (Chemische Gasphasenabscheidung)

● PVD (Physical Vapour Deposition)

Darunter werden die Pufferschicht/Aktivschicht/Isolierschicht alle mittels PECVD in der Kammer der Maschine abgeschieden.

● Verwenden Sie spezielle Gase: SIH4/NH3/N2O zur Ablagerung von Sin- und Si/SiO2 -Filmen.

● Einige CVD -Maschinen müssen H2 für die Hydrierung verwenden, um die Trägermobilität zu erhöhen.

● NF3 ist ein Reinigungsgas. Zum Vergleich: F2 ist hochgiftig und der Treibhauseffekt von SF6 ist höher als der von NF3.

Im Halbleiterbauelementprozess gibt es mehr Arten von Dünnfilmen, neben dem üblichen SiO2/Si/SiN gibt es auch W, Ti/TiN, HfO2, SiC usw.

Dies ist auch der Grund, warum es viele Arten von Vorläufern für fortschrittliche Materialien in der Halbleiterindustrie gibt, um verschiedene Arten von Dünnfilmen zu machen.

Wir erklären es auf folgende Weise:

1. Arten von CVD und einige Vorläufergase

2. Grundmechanismus von CVD und Filmqualität

1. Arten von CVD und einige Vorläufergase

CVD ist ein sehr allgemeines Konzept und kann in viele Arten unterteilt werden. Gemeinsame sind:

● PECVD: Plasmaverstärktes CVD

● LPCVD: Niederdruck-CVD

● ALD: Atomic Layer Deposition

● MOCVD: Metall-organische CVD

Während des CVD-Prozesses müssen die chemischen Bindungen des Vorläufers vor chemischen Reaktionen aufgebrochen werden.

Die Energie zum Brechen chemischer Bindungen kommt aus der Wärme, sodass die Kammertemperatur relativ hoch ist, was für einige Prozesse nicht freundlich ist, wie das Substratglas des Panels oder das PI -Material des flexiblen Bildschirms. Durch Eingabe anderer Energie (Plasma bilden usw.), um die Prozesstemperatur auf einige Prozesse zu reduzieren, die eine Temperatur erfordern, wird auch das thermische Budget reduziert.

Daher wird die PECVD-Ablagerung von a-si: h/sin/poly-si in der FPD-Display-Branche häufig verwendet. Gemeinsame CVD -Vorläufer und Filme:

Polykristallines Silizium/einkristallines Silizium SiO2 SiN/SiON W/Ti WSi2 HfO2/SiC

Schritte des Grundmechanismus von CVD:

1. Reaktionsvorläufergas gelangt in die Kammer

2. durch Gasreaktion hergestellte Zwischenprodukte

3.. Die Zwischenprodukte des Gas diffundieren zur Substratoberfläche

4. Adsorbiert auf der Substratoberfläche und diffundiert

5. Auf der Substratoberfläche kommt es zu einer chemischen Reaktion, Keimbildung/Inselbildung/Filmbildung

6. Nebenprodukte werden desorbiert, von Vakuum weggepumpt und entladen

Wie bereits erwähnt, enthält der gesamte Prozess mehrere Schritte wie Diffusion/Adsorption/Reaktion. Die Gesamtfilmbildungsrate wird durch viele Faktoren beeinflusst, wie z. B. Temperatur/Druck/Art des Reaktionsgass/-typs von Substrat. Die Diffusion hat ein Diffusionsmodell für die Vorhersage, die Adsorption hat eine Adsorptionstheorie und die chemische Reaktion hat eine Reaktionskinetik -Theorie.

Im gesamten Prozess bestimmt der langsamste Schritt die gesamte Reaktionsgeschwindigkeit. Dies ist der Kritischen-Pfad-Methode des Projektmanagements sehr ähnlich. Der längste Aktivitätsfluss bestimmt die kürzeste Projektdauer. Die Dauer kann verkürzt werden, indem Ressourcen zugewiesen werden, um die Zeit dieses Pfads zu verkürzen. Ebenso kann CVD den entscheidenden Engpass finden, der die Filmbildungsrate begrenzt, indem es den gesamten Prozess versteht und die Parametereinstellungen anpasst, um die ideale Filmbildungsrate zu erreichen.

2. Bewertung der CVD -Filmqualität

Manche Folien sind flach, manche füllen Löcher und wieder andere füllen Rillen mit ganz unterschiedlichen Funktionen. Kommerzielle CVD -Maschinen müssen grundlegende Anforderungen erfüllen:

● Maschinenverarbeitungskapazität, Abscheidungsrate

● Konsistenz

● Gasphasenreaktionen können keine Partikel erzeugen. Es ist sehr wichtig, dass in der Gasphase keine Partikel entstehen.

Einige andere Bewertungsanforderungen sind wie folgt:

● Gute Stufenabdeckung

● Fähigkeit, hochwertige Verhältnis -Lücken zu schließen (Konformität)

● Gute Dicke Gleichmäßigkeit

● Hohe Reinheit und Dichte

● Hoher Grad an struktureller Perfektion bei geringer Filmspannung

● Gute elektrische Eigenschaften

● Hervorragende Haftung zum Untergrundmaterial