Формирование слоев оксида кремния SiO 2

Формирование слоев оксида кремния SiO 2

В полупроводниковой технологии, оксид кремния , слои в основном используются в качестве диэлектриков или также в последнем MEMS ( м ICRO е Lectro м echanical с ystems) приложения. Самый простой способ получить слои оксида кремния на кремнии — это окисление кремния кислородом. Этот процесс выполняется в трубчатых печах, сегодня в основном это вертикальные печи. Если оксид кремния должен быть сформирован на подложке, отличной от кремния, необходимо осаждение обоих элементов из газовой фазы. Одно различие между так называемыми процессами LPCVD ( л вл р ия гр hemical против Apor г eposition), которые в основном выполняются в вертикальные печи при более высоких температурах и процессов , которые управляют плазмы повышенной при более низких температурах с помощью систем PECVD ( р ЛАЗМА е nhanced с hemical об Apor д eposition)

Нассоксидофен Окислительный реактор LPCVD Окислительный реактор PECVD
печи для мокрого напыления Печи LPCVD Триодный реактор PECVD

Атмосферное термическое окисление кремния в диффузионной печи

Окисление Si происходит в три этапа: перенос кислорода к поверхности, диффузия кислорода через уже выращенный оксид и, наконец, реакция кислорода с кремнием на границе раздела между кремнием и оксидом кремния. С увеличением толщины оксида скорость роста замедляется, потому что время диффузии через оксид зависит от его толщины и, следовательно, становится важным для скорости окисления. Очень тонкие оксиды могут расти при пониженном давлении или в системах RTP ( г APID т Hermal nneal). При окислении кремния кремний расходуется, и граница раздела перемещается в подложку. Окисление кремния можно проводить сухим или влажным способом. Si + O
2     → SiO 2
Сухое окисление происходит при температурах от 850 до 1200 ° C и происходит довольно медленно, но с хорошей равномерностью. Однако путем добавления небольших количеств HCL или других хлорсодержащих газов, таких как TCE (трихлорэтилен), можно предотвратить интеграцию загрязненных атомов металла и уменьшить количество кристаллических дефектов; небольшое количество хлора интегрировано в оксидный слой.
При влажном окислении осаждение сильно ускоряется, а скорость роста значительно увеличивается. Таким образом, могут быть получены толстые оксидные слои. Влага обычно вводится кислородно-водородной горелкой, называемой «факелом», то есть водород и кислород вступают в реакцию непосредственно перед подачей в печь, создавая желаемую воду высокой чистоты. Для безопасного выполнения процесса необходимо постоянно контролировать пламя горелки и гарантировать, что утечки водорода обнаруживаются достаточно рано. К сожалению, это увеличивает стоимость этой технологии.

Осаждение оксида кремния методом LPCVD в трубчатой ​​печи

Термическое осаждение оксидов почти всегда проводят при низком давлении (LPCVD). Есть несколько установленных методов: В процессе LTO ( л вл т емпера тура о Xide) обедненного силановые реагирует с кислородом при температуре около 430 ° C (пиролиза силана):
SiH 4     + O 2     → SiO 2     + 2 H 2
К сожалению, эта реакция контролируется диффузией, то есть концентрация газа определяет скорость осаждения. В процессе осаждения концентрация реагентов снижается; поэтому сложно создать одинаковые условия для осаждения внутри всего реактора. Поэтому в этом процессе Koyo использует клетки для впрыска газов, которые гарантируют, что свежий газ поступает в топочную камеру одновременно со всех сторон. Только так на все обрабатываемые пластины партии наносятся равномерно толстые слои.
При более высоких температурах (900 ° C), SiO 2 может быть создан в так называемом процессе HTO ч IGH т емпер тур оxide), но также комбинацией дихлорсилана SiH 2 Cl 2 и веселящего газа N 2 O:
SiH 2 Cl 2     + 2 N 2 O → SiO 2      + продукты разложения
процесса TEOS. Часто используемым соединением для образования слоев оксида кремния является ТЭОС (тетраэтилортосиликат), который очень легко разлагается:
Si (OC 2 H 5 ) 4     → SiO 2     + продукты разложения.

PECVD осаждение оксида кремния

Часто высокие температуры, необходимые для образования описанных выше слоев оксида кремния, нежелательны. Активация плазмы делает возможным значительно более низкие температуры осаждения. Используются системы PECVD. Для осаждения оксидов используются силан SiH 4 и веселящий газ N 2 O:
3 SiH 4     + 6 N 2 O → 3 SiO 2      + 4 NH 3     + 4 N 2
Дополнительно возможно плазменное осаждение оксида кремния из TEOS:
Si ( OC 2 H 5 ) 4     → SiO 2     + продукты разложения
Более того; Плазменное осаждение оксида кремния при использовании триодной конфигурации позволяет, как и нанесение плазменного нитрида , регулировать натяжение слоя (контроль напряжений). Напряжение обычно создается осаждением более толстых слоев, что может привести к прогибу всей пластины и особенно мешает процессам MEMS. На напряжение влияет интеграция водорода, температура осаждения и бомбардировка частицами.
Для лучшего регулирования натяжения слоев используется триодная конфигурация плазменного реактора, также известная как двухчастотный PECVD. На верхний электрод подается ВЧ 13,56 МГц, а на патрон — 360 кГц. Сама реакционная камера имеет заземление. Таким образом, высокая плотность плазмы может быть достигнута с помощью высокочастотного генератора, а ускорение ионов по направлению к подложке может быть достигнуто с помощью низкочастотного генератора. Частоты ниже 1 МГц позволяют ионам следить за изменениями направления плазмы — при 13,56 МГц это могут делать только электроны.

кремний,
оксид кремния,
кремний 4,
диоксид кремния,
кремний вещество,
кремний 2,
кремний какой,
кремний 1,
кремний элемент,
кремний 3,
алюминий кремний,
атом кремния,
кремний формула,
оксид кремния 4,
натрий кремний,
кремний кислород,
кремний химический,
свойства кремния,
карбид кремния,
реакции кремния,
кислота кремния,
кремний iv,
оксид кремния вещество,
кальций кремний,
оксид кремния iv,
5 кремний,
кремний купить,
калий кремний,
гидроксид кремния,
углерод и кремний,
оксид кремния 2,
кремний азот,
кремний медь,
масса кремния,
кремний химический элемент,
кремний имеет,
кристаллический кремний,
оксид кремния 1,
электроны кремния,
электронный кремний,
оксид кремния 3,
содержит кремний,
окисление кремния,
оксид кремния реакции,
кремний образуется,
кремний решетка,
определить кремний,
кремний степени,
оксид кремния формула,
хлорид кремния,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *