5化学气相淀积学习资料Word文档下载推荐.docx

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1了解化学气相淀积概念

2了解化学气相淀积系统和方法

3了解外延的概念和生成方法

4掌握CVD质量检测

教学重点：

化学气相淀积系统和方法、外延的概念和生成方法、CVD质量检测

教学难点：

外延的概念

教学过程：

5.1引言

5.1.1薄膜淀积的概念所谓薄膜，是指一种在硅衬底上生长的薄固体物质。

薄膜与硅片表面紧密结合，在硅片加工中，通常描述薄膜厚度的单位是纳米（nm）。

半导体制造中的薄膜淀积是指在硅片衬底上增加一层均匀薄膜的工艺。

在硅片衬底上淀积薄膜有多种技术，主要的淀积技术有化学气相淀积（CVD）和物理气相淀积（PVD），其他的淀积技术有电镀法、旋涂法和分子束外延法。

化学气相淀积（CVD）是通过混合气体的化学反应生成固体反应物并使其淀积在硅片表面形成薄膜的工艺。

而物理气相淀积（PVD）是不需通过化学反应，直接把现有的固体材料转移至硅片表面形成薄膜的工艺。

电镀法是制备铜薄膜时主要采用的淀积技术。

旋涂法采用的设备是标准的旋转涂胶机，比CVD工艺更经济，通常用于制备低k（k指介电常数）绝缘介质膜。

分子束外延法是一种制备硅外延层的较先进的淀积技术。

5.1.2常用的薄膜材料在半导体制造中所包含的薄膜材料种类很多，早期的芯片大约含有数十种，而随着集成电路结构和性能的发展，芯片中薄膜材料种类也越来越多，如图5⁃1所示，这些薄膜材料在器件中都起到了非常重要的作用。

总的来说，薄膜材料的种类可分为金属薄膜层、绝缘薄膜层和半导体薄膜层三种。

早期和现代MOS结构中的各层薄膜

1）金属薄膜层在半导体制造中的应用主要是制备金属互连线。

2）常见的绝缘薄膜材料有二氧化硅（SiO2）、掺杂二氧化硅（如PSG、BPSG）、氮化硅（Si3N4）等。

3）半导体薄膜材料主要有多晶硅、外延硅层等。

5.1.3半导体制造中对薄膜的要求在图5⁃1中给出了制作一个早期NMOS管所需的淀积层。

图中器件的特征尺寸远大于。

由于特征高度的变化，硅片上的各层薄膜并不平坦，质量不高。

这成为超大规模集成电路时代所需的多层金属、高密度芯片制造的限制因素。

随着硅片加工向更高的芯片密度发展，特征尺寸缩小到0．18μm甚至更小，而且需要用到6层甚至更多层金属来做连接。

这使得在硅片上可靠地沉积符合要求的薄膜材料至关重要。