氮化硅的低压化学气相沉积(LPCVD)工艺包括在基底上沉积一层高质量、致密的无定形氮化硅层。
该工艺在半导体制造的各种应用中至关重要,尤其是在制作掩膜和介电层时。
什么是 LPCVD 氮化硅工艺?5 个关键步骤说明
1.前驱体气体的选择
选择二氯硅烷和氨气作为前驱体气体至关重要,因为它们会在 LPCVD 条件下发生反应生成氮化硅。
二氯硅烷(SiH2Cl2)提供硅源,而氨气(NH3)提供氮源。
2.反应条件
反应在低压环境下进行,通常约为 0.1 至 1 托,这有利于在基底上均匀沉积。
高温(700-800°C)可确保前驱气体完全反应,并促进形成致密均匀的氮化硅层。
3.沉积机制
在反应器中,前驱体气体流过加热的基底,在基底上发生热分解和反应,形成氮化硅(Si3N4)。
反应过程可概括为[3SiH2Cl2 + 4NH3 → Si3N4 + 6HCl + 6H2]
盐酸和氢气以废气的形式排出,在基底上留下纯净的氮化硅层。
4.应用和特性
LPCVD 生成的氮化硅层是无定形的,致密且化学性质稳定,因此非常适合半导体制造中的各种应用。
它可用作硅选择性氧化(LOCOS)的掩膜、浅沟槽隔离的硬掩膜以及电容器(如 DRAM)中的电介质层。
该层通常具有较高的拉伸应力,可根据应用的具体要求进行调整。
5.挑战与控制
该工艺需要仔细控制温度、压力和气体流速,以确保均匀沉积和防止缺陷。
在热壁反应器中,必须对耗竭效应进行补偿,以保持基底上薄膜质量的一致性。
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