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Processos CVD Ioshiaki Doi FEEC e CCS/UNICAMP Chemical Vapor Deposition.

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1 Processos CVD Ioshiaki Doi FEEC e CCS/UNICAMP Chemical Vapor Deposition

2 1.Introdução Deposição Química a partir de Fase Vapor (Chemical Vapor Deposition – CVD) CVD: reações químicas que transformam moléculas gasosas chamada precursor, em material sólido na forma de filmes, sobre o substrato. Chemical Vapor Deposition

3 CVDCVD Método mais comum de deposição de filmes finos, utilizados atualmente na fabricação de CIs. Deposição de filmes finos isolantes (dielétricos), condutores e semicondutores. Chemical Vapor Deposition

4 Conexão das regiões ativas dos dispositivos. Comunicação entre os dispositivos. Acesso externo aos circuitos. Isolação entre as camadas condutoras. como fonte de dopante e como barreira para dopagem. para proteger as superfícies do ambiente externo. Aplicações dos Filmes Finos:Aplicações dos Filmes Finos: Chemical Vapor Deposition

5 Nitretos e si-poli Chemical Vapor Deposition Exemplos de Filmes Finos Utilizados na Fabricação de CIs :Exemplos de Filmes Finos Utilizados na Fabricação de CIs : Dielétrico para isolação de dispositivos Alguns filmes são usados temporariamente como camada de máscara, enquanto que outros filmes tornam partes do circuito sendo fabricado.

6 Filmes que podem ser depositados por CVD:Filmes que podem ser depositados por CVD: silício policristalino (Si-poli) óxido de silício (SiO 2 ) nitreto de silício (Si 3 N 4, SiN) metais (Al, W, Ti, etc.) silicetos (WSi 2, TiSi 2, MoSi 2, TaSi 2) Chemical Vapor Deposition

7 a) – alta pureza e densidade; b) – composição e estequiometria controladas; c) – boa uniformidade em espessura e reprodutibilidade; d) – alto nível de perfeição estrutural; e) – boas propriedades elétricas; f) – excelente aderência; g) – boa cobertura de degraus; h) – baixa densidade de defeitos(imperfeições, pinholes, etc.); i) – baixa contaminação por partículas, e j) – processo econômico: - alta taxa de produção, - seguro, automatizável e barato. Chemical Vapor Deposition Requisitos Necessários para a Técnica de Deposição de Filmes Finos :Requisitos Necessários para a Técnica de Deposição de Filmes Finos : A técnica CVD atende vários dos requisitos citados, com vantagens sobre outras técnicas.

8 Chemical Vapor Deposition Processo CVD 2. Conceitos Básicos de CVD CVD: formação de um filme sólido sobre um substrato pela reação de espécies químicas em fase vapor.

9 Formação do filme CVD Chemical Vapor Deposition Descrição da cinética do processo CVD: 1) – introdução na câmara dos gases reagentes e diluentes a dada composição e fluxo; 2) – transporte/movimento das espécies reativas até o substrato; 3) – adsorção das espécies reativas na superfície do substrato; 4) – migração das espécies na superfície e reações químicas de formação do filme; 5) – dessorção dos subprodutos da reação; 6) – transporte dos subprodutos da reação para a região de fluxo principal; e 7) – remoção dos subprodutos gasosos da reação e gases não consumidos no processo, da câmara de reação.

10 Tipos de Reações Químicas ou Processos : térmica fótons e elétrons. Reação homogênea – reação na fase vapor (Processos de Fase Vapor). Produz particulas resulta em filmes de pouca aderência, baixa densidade e alta concentração de defeitos. Reação heterogênea – reação na superfície ou próxima dela. Processo desejável (Processos de Superfície). Energia para propiciar a reação: Chemical Vapor Deposition

11 Processos de Deposição CVDProcessos de Deposição CVD Nucleação Formação de Ilhas Crescimento das ilhas Coalescência Formação de filme contínuo Chemical Vapor Deposition

12 Reação na Superfície – Taxa de Reação Química CR = A exp(-E a /kT) onde: CR é a taxa de reação, A é uma constante, E a é a energia de ativação em eV, k é a constante de Boltzman e T é a temperatura do substrato em K. Chemical Vapor Deposition tamanho dos grãos – depende das condições de deposição e dos tratamentos térmicos posteriores. Grãos maiores – temperaturas maiores de processamento e filmes mais espessos. rugosidade está relacionada com o tamanho dos grãos. Estrutura dos FilmesEstrutura dos Filmes

13 Processo CVD:Processo CVD: A taxa de deposição (DR) está relacionada com a taxa de reação química (CR), taxa de difusão do precursor no boundary layer e taxa de adsorção do precursor sobre a superfície. Chemical Vapor Deposition Temperaturas baixas somente poucas moléculas possuem energia suficiente para iniciar a reação.

14 Chemical Vapor Deposition Regimes de Deposição Há 3 regimes: a)- Baixas temperaturas – a taxa de reação química é baixa e a taxa de deposição bastante sensível a temperatura. regime limitado por reação de superfície. b)- temperaturas altas – deposição bem menos sensível à temperatura. regime limitado por transporte de massa. c)- Se aumentarmos mais a temperatura, a taxa decresce rapidamente devida a nucleação na fase gasosa. processo indesejável.

15 Chemical Vapor Deposition Taxa de deposição bastante sensível a temperatura porque é determinado principalmente pela taxa de reação química. Requer boa uniformidade de temperatura sobre o substrato. Regime limitado por reação:

16 Regime limitado por transporte de massa: A taxa de reação química é suficientemente alta e os precursores reagem imediatamente quando adsorvidos sobre a superfície do substrato. Taxa de deposição não depende da taxa de reação de superfície, mas pela rapidez com que os precursores podem difundir através do boundary layer e adsorvido sobre a superfície. Requer boa uniformidade de fluxo e de densidade de espécies sobre as lâminas. Chemical Vapor Deposition

17 Ao alcançar determinada temperatura, a taxa de reação torna-se controlada por taxa de reagentes que chegam a superfície do substrato. Difusão através do boundary layer na suferfície do substrato.

18 Tipos de Reatores Chemical Vapor Deposition 3. Tipos de Reatores Placas Parelelas Plasma Remoto, ECR, outros Paredes Quentes Paredes Frias Assistido por Plasma Isotérmico com Fluxo Vertical Paredes Quentes Movimentação Contínua Epitaxial Paredes Quentes Paredes Frias Pressão Atmosférica Baixa Pressão

19 Características: operam normalmente na condição de taxa limitado por transporte de espécies fluxo deve ser idêntico sobre todas as lâminas pode processar poucas lâminas por vez; estrutura do reator é bastante simples; alta taxa de deposição; é susceptível à reações em fase gasosa(reação homogênea) causa particulados e filme pouco denso; cobertura de degrau pobre; necessita de limpeza frequente; É usado para deposição de SiO 2 (dopado e não dopado) em baixa temperatura ( 400 C) Chemical Vapor Deposition Reatores CVD de Pressão Atmosférica - APCVDReatores CVD de Pressão Atmosférica - APCVD

20 Reatores APCVD: Chemical Vapor Deposition a) horizontal (tubo de parede quente), b) sistema de movimento contínuo com injeção de gás e (c) APCVD de movimento contínuo tipo plenum.

21 Reator Epitaxial ou reator vertical tipo Bell-Jar ou Pancake aquecido por indução. Chemical Vapor Deposition

22 Pressão Reduzida(0.25 – 2.0 Torr) aumenta difusibilidade das espécies ( 10 3 vezes). Processo opera em taxa limitado por reação. Características do Sistema: menos reação na fase gasosa menor geração de partículas; boa uniformidade; boa cobertura de degraus; baixa taxa de deposição (10 – 50 nm/min.); não requer uniformidade de fluxo, mas sim de temperatura pode se utilizar um forno convencional pode processar muitas lâminas por vez (até 200); usado para deposição de: Si-poli, Si 3 N 4, SiO 2, PSG, BPSG, W, etc. Chemical Vapor Deposition Reatores CVD de Baixa Pressão - LPCVDReatores CVD de Baixa Pressão - LPCVD

23 Reatores LPCVD de parede quente (a) e fria (b). O reator do tipo (a) pode processar até 200 lâminas por fornada. O do tipo (b) é conhecido também como reator vertical isotérmico. (a) (b) Chemical Vapor Deposition

24 Características : operam em regime de taxa limitado por reação; taxa de deposição mais elevada que o LPCVD; operam em temperatura mais baixa que nos processos APCVD e LPCVD permite depositar filmes de SiO 2 e Si 3 N 4 sobre metais de baixo ponto de fusão. importante quando já existe Al na lâmina; boa adesão e boa cobertura de degraus, devido à maior mobilidade superficial das espécies adsorvidas; filmes não são estequiométricos; há incorporação de subprodutos de reação, especialmente hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Pode resultar em degaseificação, formação de bolhas e quebras do filme durante etapas posteriores; é um processo mais complexo, com mais parâmetros; pode depositar SiO 2, Si 3 N 4, oxinitretos, SiC, a-Si, etc.; PECVD a temperatura mais elevada permite crescer epi: Si, Ge e III-V. Chemical Vapor Deposition Reatores CVD Assistida por Plasma - PECVD

25 (a) (a) Reator de Fluxo Radial(Placas Paralelas) + baixa temperatura; capacidade limitada; manual; podem cair partículas sobre o filme/substrato. (b) Reator Horizontal de Parede Quente + lâminas em pé e paralelo ao fluxo; + alta capacidade; + baixa temperatura; manual; Geração de particulas durante a carga. (c) Reator Planar de Parede Fria para Substrato Único (b) Chemical Vapor Deposition

26 Reatores CVD com Plasma Remoto – RPECVD (remote, indirect ou downstream PECVD) A câmara onde o plasma é gerado está separada da câmara de reação onde se encontram os substratos. os substratos não ficam expostos diretamente à radiação do plasma e portanto não são bombardeados pelos íons de alta energia. Reator ECR. Neste tipo de reator o plasma é gerado por um campo elétrico com frequência de microondas em um campo magnético que provoca a ressonância ciclotrônica do elétron. Plasma 100 vezes mais denso em espécies reativas. Chemical Vapor Deposition

27 ProcessosVantagensDesvantagensAplicações APCVD Simples Alta taxa de deposição Baixa temperatura Cobertura de degraus ruins Contaminação por partículas Óxidos de baixa temperatura, dopados ou não LPCVD Excelente uniformidade e pureza Processamento de muitas lâminas por vez ( até 200) Alta temperatura Baixa taxa de deposição Óxidos de alta temperatura, dopados ou não, nitreto de silício, polisilício, W e WSi. PECVD Baixa temperatura Alta taxa de deposição Boa cobertura de degrau Contaminação química, como H 2 e por particulados Deposição de dielétricos sobre metais em baixa temperatura e nitreto de silício RPECVD Mesmas que PECVD sem a radiação do substrato pelo plasma Baixa taxa de deposiçãoMesmas que PECVD e dielétricos de porta em estruturas MOS ECR Baixa temperatura Alta qualidade dos filmes depositados Alta taxa de deposição Boa cobertura de degrau Alto custo do equipamento Mesmas que RPECVD Características e Aplicações de Reatores CVDCaracterísticas e Aplicações de Reatores CVD Chemical Vapor Deposition

28 a) - Silício Policristalino (Si-poli) Chemical Vapor Deposition 4. Métodos de Deposição de Alguns Filmes Aplicações: Interconexão local Resistores Eletrodos de porta em CMOS Fontes de difusão para formação de junções rasas Emissores em tecnologia bipolar

29 Características do Si-poliCaracterísticas do Si-poli Chemical Vapor Deposition boa estabilidade térmica;boa estabilidade térmica; boa interface com dióxido de silício;boa interface com dióxido de silício; boa conformalidade;boa conformalidade; facilidade de deposição e processamentofacilidade de deposição e processamento

30 Método de DeposiçãoMétodo de Deposição Deposição: 1) – 100% de SiH 4 e pressões totais de 0.2 a 1.0 Torr. 2) % SiH 4 diluída em nitrogênio nas mesmas pressões. 3) - 25% SiH 4 diluída em hidrogênio e pressões em torno de 1Torr. Reação: SiH 4 (vapor) Si (sólido) + 2H 2 (gás) Taxa de Deposição: 100 – 500 nm/min. Chemical Vapor Deposition

31 Taxa de Deposição X TemperaturaTaxa de Deposição X Temperatura Parâmetros Variáveis: T, P, concentração de SiH 4 e diluentes. LPCVD horizontal, necessita rampa de T de 5 a 15 C. Estrutura depende de: dopantes ou impurezas, temperatura de deposição e de ciclos térmicos pós- deposição. Chemical Vapor Deposition

32 Efeitos da Concentração de Silana e de Temperatura na Taxa de Deposição de Si-poli. T depos. < 575 C Si amorfo T depos. > 625 C Si-poli com estrutura colunar Tamanho do grão: - inicial: 0.03 – 0.3 m - após dopagem c/P, recozimento de C, 20 min. 1 m Chemical Vapor Deposition Influências de Concentração e TemperaturaInfluências de Concentração e Temperatura

33 Taxa x Concentração de Silana para T baixasTaxa x Concentração de Silana para T baixas Chemical Vapor Deposition Se reduzir a taxa de deposição si-poli mesmo para T < 575 C. Taxa é limitado por desorção de H 2. E a = 1.7 eV T : 575 a 650 C Taxa : 100 – 1000 Å/min.

34 Taxa de Deposição: A taxa de deposição do filme é um parâmetro não diretamente controlado. É resultado da interação da temperatura, pressão, composição e fluxo dos gases reagentes e diluente empregado. Chemical Vapor Deposition Taxa de Deposição x TemperaturaTaxa de Deposição x Temperatura 2 diferentes condições de deposição: a)P = 350 mtorr e SiH 4 = 200 sccm. b)P = 120 mtorr e SiH 4 = 50 sccm. E a = 1.36 a 1.7 eV depende da pressão da silana. T < 580 C, DR < 50 Å/min., muito baixo para uso prático.

35 (a)Difusão. 1 h na temperatura indicada. (b)Implantação. 1h de recozimento a 1100 C. (c)In-situ. Depositado a 600 C e depois recozimento de 30 min. na temperatura indicada. Chemical Vapor Deposition Dopagem: difusão, I/I e Dopagem in-situDopagem: difusão, I/I e Dopagem in-situ Resistividade do Si-poli dopado com P.

36 Propriedades: 1) cm 2 /Vs difusão e I/I cm 2 /Vs in-situ. 2)Si-poli dopado aumenta: Taxa de corrosão Taxa de oxidação 3) Densidade: 2.3 g/cm 3 4) coef. expansão térmica: 2 x / C coef. da resistência c/T: 1 x / C Chemical Vapor Deposition

37 a) – não dopados : 1.Isolante entre multiníveis de metal 2.Máscara contra difusão ou I/I 3.Dielétrico de porta 4.Capa protetora contra out-diffusion 5.Aumentar o óxido de campo b) dopados: 1.Isolante entre camadas metálicas 2.Isolante entre multiníveis sobre si-poli 3.Passivação final do dispositivo 4.Fonte de gettering 5.Fonte de dopantes Chemical Vapor Deposition b) - Óxido de Silício Aplicações :

38 Propriedades do SiO 2Propriedades do SiO 2 alta rigidez mecânica; boa adesão com as camadas em que são depositadas; alta resistência elétrica; alta tensão de ruptura elétrica; impermeabilidade à umidade e metais alkalinos; alta estabilidade química e térmica. Chemical Vapor Deposition

39 a)Deposições em baixas temperaturas ( C) SiH 4 + O 2 (+N 2 ) SiO 2 + 2H 2 reatores APCVD, LPCVD e PECVD vantagem: baixa temperatura desvantagem: cobertura de degrau pobre adição de PH 3 produz um fósforosilicato (PSG) e B 2 H 6 um borosilicato (BSG) o óxido produzido a baixa temperatura apresenta uma densidade menor que o óxido térmico Chemical Vapor Deposition Métodos de DeposiçãoMétodos de Deposição

40 PECVD, T < 400 C, com decomposição de TEOS:PECVD, T < 400 C, com decomposição de TEOS: Si(OC 2 H 5 ) 4 SiO 2 + sub-produtos da reação PECVD, C, reação de silana com óxido nitroso e tetracloreto de silício com oxigênio: SiH 4 + 2N 2 O SiO 2 + 2N 2 + 2H 2 SiCl 4 + O 2 SiO 2 + 2Cl 2 Chemical Vapor Deposition Incorporação de H (1-10%) e N Estequiometria pode ser diferente de 1:2 Composição depende da potência RF e fluxo dos reagentes

41 reatores LPCVD pela decomposição de tetraetil- ortosilicato (TEOS) Si(OC 2 H 5 ) 4 SiO 2 + sub-produtos da reação Vantagens: uniformidade excelente, cobertura de degrau conforme, boas propriedades do filme. Desvantagens: alta temperatura, fonte líquida, difícil controle Chemical Vapor Deposition b) Deposição em temperatura média b) Deposição em temperatura média ( C)

42 reatores LPCVD, reação de diclorosilana com óxido nitroso. SiH 2 Cl 2 + 2N 2 O SiO 2 + 2N 2 + 2HCl Vantagem: uniformidade e cobertura de degrau excelente ER do SiO 2 térmico. Desvantagem: - alta temperatura - óxido contém HCl pode reagir c/Si-poli, causar rachadura do filme. Chemical Vapor Deposition c) Deposição em temperaturas altas c) Deposição em temperaturas altas ( 900 C)

43 Dopagem com Fósforo (P) – PSG Dopagem: PH 3, AsH 3, B 2 H 6 e outros Chemical Vapor Deposition 1) - Processo com silana 4PH 3 + 5O 2 2P 2 O 5 + 6H 2 2) – Processo com TEOS trimetilfosfato – PO(OCH 3 ) 3 Oxicloreto de fósforo – POCl 3 SiO 2 dopado possibilita o processo de reflow para planarizar a superfície do wafer (Exemplo: quinas e degraus para contatos). PSG reflow T 900 C.

44 Dopagem com Boro (B) - BSG Chemical Vapor Deposition 1) – Processo com Silana 2B 2 H 6 + 3O 2 2B 2 O 3 + 6H 2 2) – Processo com TEOS Trimetilborato – B(OCH 3 ) 3

45 Dopagem com Boro e Fósforo - BPSGDopagem com Boro e Fósforo - BPSG mesmas fontes de dopantes anteriores concentrações: BPSG típico contém 5-6 wt% de P e B mantém propriedades do PSG (stress e ER) Chemical Vapor Deposition Reflow do BPSG T : C

46 Concentração de Dopantes – Valores TípicosConcentração de Dopantes – Valores Típicos a) - como fonte de dopantes: 5 a 15 wt% b) - passivação de isolante: 2 a 8 wt% c) - reflow: 6 a 8 wt% Chemical Vapor Deposition Se < 6 wt% não flui Se > 7 wt%, superfície do PSG torna altamente higroscópico, reage com unidade e forma ácidos. P forma ácido fósforico corroe o Al. Caso de B, forma ácido bórico.

47 ReflowReflow Chemical Vapor Deposition Flow depende de: a) tempo de recozimento; b) temperatura de recozimento; c) taxa de aquecimento; d) concentração de P; e e) ambiente de recozimento (vapor é melhor) 0.0 wt%P2.2 wt%P 4.6 wt%P7.2 wt%P SEM de amostra recozida em vapor a 1100 C, 20 min. Quanto maior a concentração de P, melhor o reflow. Menor o ângulo de reflow,, melhor a planarização da superfície. Reflow é melhor em ambiente de vapor e alta temperatura.

48 Cobertura em Degrau – Step CoverageCobertura em Degrau – Step Coverage Step coverage: mede a habilidade de depositar filmes sobre paredes laterais e no fundo de uma trincheira profunda ou vias. A figura acima define os parâmetros da cobertura em degrau e a conformalidade. Chemical Vapor Deposition

49 O ângulo de incidência e a mobilidade superficial do percursor determina a cobertura em degrau. Chemical Vapor Deposition AB C ângulo maior (B), maior quantidade de átomos e moléculas percursores. Se reagir imediatamente, sem migração superfical, canto B, 1.5 vezes (270/180) mais deposição que A e em C, metade (90/180) da deposição de A.

50 Exemplos de Step CoverageExemplos de Step Coverage Chemical Vapor Deposition a)Cobertura pobre devido a pouca ou nenhuma mobilidade do material depositado sobre a superfície. b)Cobertura melhor mas paredes laterais finas e mais deposição nos cantos. c)Ilustra o processo de excelente cobertura em degrau. Relação da step coverage com pressão e mobilidade superficial Alta mobilidade superfical do percursor, melhor cobertura em degrau e melhor conformalidade. T ou PECVD T T

51 Formação de BuracoFormação de Buraco Chemical Vapor Deposition Região de maior deposição produz saliências que com o aumento da esspesura do filme, fecha o gap formando o buraco. Os buracos contém gases selados e podem difundir para os CIs e podem causar problemas em processos posteriores ou durante a operação do chip em um sistema eletrônico. Requer dos processos CVD o preenchimento do gap livre de buracos para assegura a confiabilidade dos chips de CIs.

52 passivação de dispositivos máscara para oxidações seletivas (LOCOS) dielétricos para capacitores dielétrico entre níveis condutores passivação final de CIs contra riscos mecânicos, partículas, difusão de sódio e ambiente máscara contra I/I e etching Chemical Vapor Deposition c) – Nitreto de Silício (Si 3 N 4 ) Aplicações:

53 Comparação Si 3 N 4 versus SiO 2Comparação Si 3 N 4 versus SiO 2 Chemical Vapor Deposition alto bom para capacitor; melhor barreira contra difusão bom para encapsulamento. b) SiO 2 baixo bom para isolante entre níveis de metalização. a) Si 3 N 4

54 Métodos de DeposiçãoMétodos de Deposição Chemical Vapor Deposition a)Reatores APCVD, T = 700 a 900 C b) Reatores LPCVD, T = 700 a 800 C 3SiH 4 + 4NH 3 Si 3 N H 2 3SiCl 2 H 2 + 4NH 3 Si 3 N 4 + 6HCl + 6H 2 Falta de NH 3 filme rico em Si. usar NH 3 em excesso

55 c) Por reatores PECVD, T = 200 a 400 C 3SiH 4 + NH 3 (ou N 2 ) Si x N y H z + xH 2 Chemical Vapor Deposition Requer NH 3 em excesso, pois não decompõe rapidamente como a silana Taxa de Deposição : 100 – 500 Å/min.

56 Características do Processo e dos filmes PECVDCaracterísticas do Processo e dos filmes PECVD Chemical Vapor Deposition o filme não é estequiométrico com Si/N 0.8 – 1.2 incorporação de hidrogênio em grande quantidade (até ~ 20 at%). hidrogênio no filme pode provocar instabilidade do V T de transistores MOS. Há incorporação de outros elementos: O : de vazamento de vácuo e contaminação do gás; C : de óleo das bombas; H : até 20 – 25%, se T %H H resulta em mais baixo e ER mais alto.

57 Vantagem : temperatura baixa Desvantagens : Controle de composição pobre (filme não estequiométrico) Ligações não uniformes no filme; Incorporação de átomos não desejados. Propriedades elétricas, mecânicas e químicas variáveis. Chemical Vapor Deposition

58 Pinholes :Pinholes : é um defeito comum. - são furos com diametro < 1 m. origem: partículas presentes na superfície; - partículas geradas durante a deposição. contagem : fazer revelação por solução que ataca o substrato e não o filme. Chemical Vapor Deposition Parâmetros do processo: - Pressão; - temperatura; - frequência e potência do RF - fluxos de gases

59 Características:Características: Chemical Vapor Deposition taxa de deposição; estequiometria; incorporação de H (%); impurezas; densidade; stress. Caracterizações :Caracterizações : elipsometria (espessura e índice de refração); FTIR; outros.

60 Índice de Refração e Taxa de Etch (ER) em BHFÍndice de Refração e Taxa de Etch (ER) em BHF Chemical Vapor Deposition Filmen Taxa de Etch(ER) estequiomé trico Å/min. Rico em Si> 2.01 Rico em N ou O < 2.01> 10Å/min. 2 técnicas comuns para verificar a qualidade dos filmes. Índice de refração – elipsometria. Índice de refração forne informações sobre composição química e condições físicas dos filmes.

61 Nitreto PECVD – Índice de Refração x Taxa SiH 4 /N 2Nitreto PECVD – Índice de Refração x Taxa SiH 4 /N 2 Chemical Vapor Deposition Deseja-se n = 2.0 Taxa de deposição x Potência RFTaxa de deposição x Potência RF DR aumenta com potência RF DR aumenta com concentração de SiH 4

62 Nitreto PECVD – Taxa de Deposição e Índice de Refração x PressãoNitreto PECVD – Taxa de Deposição e Índice de Refração x Pressão Chemical Vapor Deposition Nitreto PECVD – Taxa de Deposição e Índice de Refração x Temperatura

63 Nitreto PECVD – Etch Rate (ER) em 48% HF x Índice de RefraçãoNitreto PECVD – Etch Rate (ER) em 48% HF x Índice de Refração Nitreto PECVD – Taxa de Etch em 48% HF x Temperatura de Deposição Nitreto PECVD – Taxa de Etch em 48% HF x Temperatura de Deposição Chemical Vapor Deposition

64 Característica do filme de nitreto em função da concentração de NH 3Característica do filme de nitreto em função da concentração de NH 3 Chemical Vapor Deposition [ H] aumenta com a concentração de NH 3. Densidade é máximo para Si/N 0.75.

65 Característica do filme de nitreto em função da temperatura de deposiçãoCaracterística do filme de nitreto em função da temperatura de deposição Chemical Vapor Deposition Ponto para T = 700 C, corresponde a CVD térmico sem plasma. Densidade aumenta com T; %H diminui com aumento de T.

66 MaterialReagentesMétodo Temperatura( C) Observações PolisilícioSiH 4 LPCVD Pode ser dopado in situ. SiO 2 SiH 4 + O 2 SiH 4 + N 2 O SiCl 2 H 2 + N 2 O Si(OC 2 H 5 ) 4 [TEOS] (1) APCVD PECVD PECVD LPCVD Fonte líquida SiO 2 dopadoSiH 4 + O 2 + PH 3 SiH 4 + O 2 + PH 3 + B 2 H 6 APCVD PECVD APCVD PECVD PSG BPSG Nitreto de SilícioSiH 4 + NH 3 SiCl 2 H 2 + NH 3 SiH 4 + NH 3 SiH 4 + N 2 LPCVD LPCVD PECVD PECVD (1) – TEOS - Tetraethoxysilane Reações Típicas para Deposição de Dielétricos e Polisilício Chemical Vapor Deposition

67 Referências:Referências: 1. S. Wolf and R. N. Tauber; Silicon Processing for the VLSI Era, Vol.1, Process Technology, Lattice Press, S. A. Campbel; The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press, J. D. Plummer, M. D. Deal and P.B. Griffin; Silicon VLSI Technology – Fundamentals, Practice and Modeling, Prentice Hall, Chemical Vapor Deposition


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