Пиролитическое осаждение кремния из газовой фазы
Метод химического осаждения из газовой фазы при нормальном давлении В технологии интегральных схем применяются металлические и диэлектрические пленки, изготавливаемые различными методами. В связи с дальнейшей миниатюризацией СБИС необходимо разработать новые методы изготовления пленок с еще меньшей толщиной, плотностью дефектов и большей однородностью. Требуется также максимально увеличить число пластин, которые могут быть обработаны в единицу времени, учесть возможные отрицательные последствия химических реакций между пленкой и подложкой, разогрев пленки в процессе формирования, а также возможность повреждений при облучении. Рассмотрим пиролитический метод формирования пленок (метод химического осаждения из газовой фазы). На рис. 1 в разрезе показана установка формирования пленок методом химического осаждения из газовой фазы при нормальном давлении.На нагретом пьедестале (подставке) горизонтально располагаются пластины. Сверху поступает газ, в атмосфере которого протекают химические реакции. Формирование пленки происходит в результате химических реакций на поверхности пластины. Для обеспечения однородности толщины пленки, газ равномерно подводится к поверхности пластин. Температура по всей поверхности пластин во время окисления должна поддерживаться одинаковой. Поэтому установки снабжаются устройствами для вращения подставки, а также используются системы подачи газа в соответствии с выбранной формой пьедестала. В качестве химически активного газа применяют моносилан SiH4 и кислород, а в качестве буферного газа - азот (обычно пьедестал и пластины соприкасаются и разогреваются). Внутри пьедестала имеется полость, предназначенная для предотвращения рассеяния тепла во внешнее пространство и обеспечения равномерности температуры на пьедестале. Однако, поскольку пластины не плотно прилегают к пьедесталу, то температура их поверхности неодинакова и воспроизводимость результатов ухудшается. Кроме того, по мере увеличения диаметра пластин их число в составе одной партии уменьшается, что препятствует организации их массового производства и является существенным недостатком данного метода. Метод формирования пленок при нормальном давлении обладает и рядом достоинств, к числу которых относится большая, чем для других методов, скорость формирования пленок, отработанная конструкция установок. Установки сравнительно компактны и отличаются низкой стоимостью. Все это дает основание надеяться, что описанный метод будет применяться и в дальнейшем при внесении некоторых усовершенствований. Конструкция установки формирования пленок методом химического осаждения из газовой фазы при низком давлении показана на рис. 2. В последнее время главная роль отводится методу формирования пленок при низком давлении. Печь, в которой протекают химические реакции, аналогична диффузионной печи. Пластины в печи располагаются вертикально, расстояние между ними в горизонтальном направлении может быть выбрано равным нескольким миллиметрам. Результаты не зависят от диаметра пластин. В одной обрабатываемой партии может быть 200 пластин. Длина свободного пробега при низком давлении (обычно 65.5 - 13.3 Па) для молекул химически активных газов в 1000 - 1500 раз больше, чем при нормальном (105 Па). Вследствие высокой скорости диффузии химически активных газов распределение концентрации газов в печи равномерно. Пластины разогреваются индукционным способом. При этом температура на поверхности каждой пластины и между пластинами распределяется равномерно, а воспроизводимость результатов обработки весьма высока. Сочетание этого фактора с равномерностью распределения концентрации химически активных газов приводит к тому, что и при увеличении числа пластин в партии равномерность толщины пленки существенно повышается по сравнению с использованием метода химического осаждения из газовой фазы при нормальном давлении. Большое достоинство данного метода состоит также в том, что при наличии на пластине ступенек молекулы химически активных газов обтекают эти неровности и пленка повторяет форму пластины. Метод химического осаждения из газовой фазы при низком давлении широко применяется преимущественно для получения пленок поликристаллического кремния и нитридов кремния. При попытках использования этого метода для формирования других пленок возникает ряд проблем. Так, например, в случае формирования защитных пленок фосфорсиликатного стекла (применяющихся для защиты поверхности ИС) приходится считаться с зависимостью диаметра пластин от диаметра камеры, в которой производится обработка, при получении пленок, содержащих фосфор и мышьяк, в камеру наряду с моносиланом необходимо вводить в малых количествах фосфин и арсин, что приводит к существенному снижению скорости формирования пленок и ухудшению их равномерности по толщине. Когда к равномерности распределения концентрации химически активных газов предъявляются жесткие требования, в конструкции установки, изображенной на рис. 2, необходимо существенно улучшить геометрию камеры, системы расположения пластин, а также усовершенствовать систему подачи газа. Поскольку в любом из вариантов метода осаждения из газовой фазы осуществляется пиролиз химически активных газов, то формирование пленки должно проводится при довольно высокой температуре по сравнению с методом термического напыления. В частности, при формировании пленок поликристаллического кремния пластина должна быть разогрета до 600 - 650 ºС, а пленок нитрида кремния до 750 - 800 ºС. Если нагрев пластин до указанных температур по каким-либо причинам нежелателен, то используют альтернативные методы получения пленок (например, плазмохимический метод).
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (999)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |