第七章 CVD工序
7.1 CVD工序的目的
7.2 CVD工艺的基本原理
7.3 CVD的设备构成和主要性能指标
7.4 CVD 工序的主要工艺参数和工艺质量评价
7.5特种气体供应管理系统
7.1 CVD工序的目的
7.1.1 CVD目的
在一定压强、温度条件下输入高频电压使气体源电离形成等离子体,在基板表面发生气相化学反应,生长出各种功能薄膜。 A(g) + B(g) energy C(s) + 副产物
7.1.1.1 CVD film介绍
Film | Gas |
G-SiNX(GH&GL) | SiH4+NH3+H2 |
a-Si(AH&AL) | SiH4+H2 |
n+a-Si(NP) | SiH4+PH3+H2 |
P-SiNX(PV) | SiH4+NH3+H2 |
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7.1.1.2各层薄膜的功能
1. G: Gate SiNx (绝缘层)
作用:防止M1与I层导通
2. a-Si (半导体)
作用:导通层,电子在该层产生
3. N: N+ a-Si (掺杂半导体)
作用:降低界面电位差,降低I层与M2之间的电位差
4. Passivation (保护层)
作用:该层的作用是保护M2,防止其发生氧化,腐蚀
7.1.1.3生成各层的化学反应原理
(1)SiNX:H
SiH4 + NH3 + N2 → SiNX: H
(2) a-Si:H
薄膜生产线
SiH4 + H2 → a-Si:H
(3)n+a-Si:H
SiH4 + PH3 + H2 →n+a-Si:H
7.2 CVD工艺的基本原理
通过前一章节的学习,我们应该对CVD的功能有了一定的了解,其实自从CVD镀膜技术被发现至今,已经得到了很大的发展,已经衍生出许多不同类型的CVD成膜方式。 按反应室内压力分:
APCVD: Atmospheric pressure CVD
SACVD: Sub Atmospheric pressure CVD
LPCVD: Low Pressure CVD
ULPCVD: Ultra-low pressure CVD
UHV_CVD: Ultra-high vacuum CVD
按能量供给方式分:
热活化式:Thermally-activated CVD
等离子辅助式:Plasma Enhanced CVD (PE-CVD)
射频方式:(Radio Frequency CVDundefinedRFCVD)
微波方式:(Microwave CVD)
电子回旋共振式:(Electron Cyclotron Resonance CVD)
引控式(Remote PCVD)
磁控式(Magnetic PCVD)
光辅助式:Photo-assisted CVD
雷射辅助式:Laser-induce CVD
下面将就PECVD系统构造、原理及特征等内容进行详细的说明,其他种类的CVD镀膜方式本节不做赘述:
PECVD技术是上世纪70年代初发展起来的新工艺,主要是为了适应现代半导体工业的发展,制取优质介质膜。现代科技对半导体器件的可靠性和稳定性要求越来越高,为了防止器件制造过程中的表面玷污,必须进行表面钝化,用PECVD法制备的钝化膜的沉积实在低温下(200~400℃)进行的,钝化效果好,失效时间长,具有良好的热学和化学稳定性。80年代末随着TFT-LCD产业的兴起,PECVD技术在低温,大面积镀膜方向上具备其他CVD镀膜无可比拟的优势,进一步推进了平板显示业的发展,更新,基板尺寸更大的生产线被制造出来。平板显示产业也得以发生了革命性的变化。