Deposito van Hoogte - de Films die van de kwaliteit Inductief Gekoppeld Plasma Gebruikt - het Deposito van de Chemische Damp (icp-CVD) door de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford

Besproken Onderwerpen

Deposito van Hoogte - kwaliteitsFilms die icp-CVD Gebruiken
hoog - de Bronnen van het dichtheidsPlasma van de Instrumenten van Oxford
De Extra Eigenschappen van het Systeem voor het Deposito van het Plasma
Icp-CVD Systemen van de Instrumenten van Oxford
Deposito van Materialen die icp-CVD Gebruiken
De Typische Tarieven van het Deposito van icp-CVD
r.i van icp-CVD Gedeponeerde Films
Icp-CVD en de Spanning van de Film
Icp-CVD en de Kwaliteit van de Film
Wat is het Voltage van de Analyse?
Het Verhoogde Voltage van de Analyse van icp-CVD Gedeponeerde Films
De Dekking van de Stap van icp-CVD Gedeponeerde Films

Deposito van Hoogte - kwaliteitsFilms die icp-CVD Gebruiken

Een brede waaier van het isoleren van dunne films wordt in de moderne kringen die van VLSI gebruikt elektroisolatie tussen het leiden van gebieden binnen een apparaat, en als definitieve het afdekken passiveringslaag verstrekken. Het dioxyde van het Silicium, het siliciumnitride en oxynitrides worden wijd gebruikt. Diverse depositomethodes zijn beschikbare afhankelijk van depositotemperatuur.

De chemische dampdeposito van de Luchtdruk en het deposito vereisen de methodes van de lage druk chemische damp typisch hoge temperaturen in het gebied van >400 °C terwijl het gebruik van plasma chemische dampdeposito PECVD) vereist typisch depositotemperaturen van <400 °C. verbeterde.

De Aanzienlijke rente is naar de capaciteit geleid om hoogte - dichtheids diëlektrische films bij nog lagere temperaturen (<150 °C), vooral in temperatuur-gevoelige apparaten zoals organische LEDs te deponeren. Door de techniek te gebruiken icp-CVD, hebben de Instrumenten van Oxford een depositoproces waarin hoogte - kwaliteitsfilms kan met hoogte worden gedeponeerd - dichtheidsplasma, lage depositodruk en temperaturen ontwikkeld.

hoog - de Bronnen van het dichtheidsPlasma van de Instrumenten van Oxford

De Lage temperatuurdeposito's worden typisch bereikt door plasma te gebruiken waarin de gassen in een gloedlossing reageren. Deze lossing ioniseert de gassen, creërend actieve species die aan de wafeltjeoppervlakte reageren. De gemeenschappelijkste methode is een parallelle plaatreactor waarin de steekproef op een aan de grond gezete onderste elektrode zit en het radiofrequentievoltage wordt toegepast op de hoogste elektrode. Dit leidt tot een gloedlossing tussen de twee platen en de gassen vloeien radiaal door de lossing. Typisch wordt de onderste elektrode verwarmd aan 100-400°C en deze methode wordt gewoonlijk doorverwezen naar Plasma verbeterd chemische dampdeposito (PECVD). Nochtans om hoogte te deponeren - hebben de diëlektrische films van dichtheidsfilms bij nog lagere temperaturen (<100°C) OIPT een hoog-dichtheid-plasmabron (HDP) ontwikkeld waarin de plasmaelektronen in een richting parallel met de kamergrenzen opgewekt zijn.

De gebruikte bron HDP is de inductief gekoppelde plasma (ICP)kamer, waarin het plasma door een magnetische potentiële opstelling door een rolwond buiten diëlektrische muren (het typische ontwerp ziet figuur 1) wordt gedreven. De richting van de elektronenstroom is tegengesteld aan dat van de rolstromen die, door ontwerp parallel zijn, met de kameroppervlakten. Wanneer het plasma op deze wijze wordt opgewekt kan de werkende druk later worden verminderd. De ondergrens van de druk wordt typisch gedicteerd door de efficiency van de bijzondere bron. In het meeste plasma van de materialenverwerking elektron is verwarmen hoofdzakelijk weerstand biedend, en de impedantie van de plasmaschalen met de dichtheid van neutrals beschikbaar voor niet elastische botsingen. Aangezien de impedantie (druk) zo is de capaciteit van de bron wordt verminderd om het plasma te drijven.

Figuur 1. Systeem OIPT icp-CVD

De Extra Eigenschappen van het Systeem voor het Deposito van het Plasma

Voor plasmadeposito's zijn er extra systeemeigenschappen: -

Icp-CVD Systemen van de Instrumenten van Oxford

Een samenvatting van de icp-CVD systeemconfiguraties wordt getoond in lijst 1 hieronder:

Lijst 1. Icp-CVD Hulpmiddelen van de Instrumenten van Oxford

Eigenschap Systeem 80Plus System100 System100 System133
ICP ICP65 Icp-CVD180 Icp-CVD380 Icp-CVD380
De grootte van de Elektrode 240mm 240mm 240mm Tot 330mm
Lading Gesloten Open Gesloten Lading Gesloten Lading Gesloten Lading
Substraten 50mm wafeltjes 150mm met carriers opties beschikbaar voor multi-wafeltjes of reepjes 150mm met carriers opties beschikbaar voor multi-wafeltjes of reepjes Tot 300mm met carriers opties beschikbaar voor multi-wafeltjes of reepjes
Additieven Nr Diverse beschikbare additieven die PH3, B2H6, GeH4 omvatten Diverse beschikbare additieven die PH3, B2H6, GeH4 omvatten Diverse beschikbare additieven die PH3, B2H6, GeH4 omvatten
Vloeibare Voorlopers Nr Nr Nr Nr
MFC gecontroleerde gasleidingen beschikbare de doos van het 8 of 12 lijngas beschikbare de doos van het 8 of 12 lijngas beschikbare de doos van het 8 of 12 lijngas beschikbare de doos van het 8 of 12 lijngas
De Typische waaier van de het stadiumtemperatuur van het Wafeltje 20°C aan 400°C 0°C aan 400°C 0°C aan 400°C 0°C aan 400°C
Schoon plasma In Situ Ja Ja Ja Ja

Deposito van Materialen die icp-CVD Gebruiken

Icp-CVD kan worden gebruikt om verscheidene materialen b.v. SiO, Zonde,2 SiO Nx, a-Six te deponereny en sic. In dit document dat wij hoofdzakelijk ons op de capaciteit zal concentreren om hoogte - kwaliteit SiO en de films2 van de Zonde bij substraattemperatuur zo te deponeren laag zoals 20°C. In een kamer icp-CVD worden de films van het siliciumdioxyde gedeponeerd door reagerend silaan dat door de ring van de gasdistributie en het lachgas wordt geïntroduceerd dat door de ICP bron wordt geïntroduceerd. Bovendien worden de films van het siliciumnitride gedeponeerd gebruikend silaan dat door de de ring en stikstof wordt geïntroduceerd van de gasdistributie die door de bron wordt geïntroduceerd. Alternatief kan de ammoniak ook worden gebruikt om siliciumnitride te deponeren maar het gebruik van stikstof resulteert in een film van betere kwaliteit die meer in detail later zal worden verklaard.

De Typische procesparameters die hier worden besproken omvatten depositotarief, de uniformiteit van de filmdikte, r.i., filmspanning, nat ets tarieven, en analysevoltage.

De Typische Tarieven van het Deposito van icp-CVD

Traditioneel verwerkt icp-CVD resultaten in lagere depositotarieven dan films PECVD. De Typische depositotarieven voor siliciumoxyde en siliciumnitride zijn >8nm/min maar de hogere depositotarieven zijn nu mogelijk waarin de resultaten in de volgende sectie kunnen worden gezien. Op een gelijkaardige manier aan de conventionele parallelle methodes van het plaatdeposito kunnen vele procesparameters worden aangepast om het proces te controleren. Figuur 2 en 3 tonen hieronder de typische tendensen van het depositotarief met verschillende procesparameters.

Figuur 2. Het Effect van ICP macht, de druk en het silaan stromen op het depositotariefx van de Zonde icp-CVD

Figuur 3. Het Effect van ICP macht, de druk en het silaan stromen op icp-CVD SiO2 depositotarief

r.i van icp-CVD Gedeponeerde Films

R.i kan worden gecontroleerd door de verhouding van Si te variëren: N voor het deposito van het siliciumnitride of Si: O voor het deposito van het siliciumoxyde. De het nitridefilms van het Silicium hebben typische r.i van 2.00 (bij 633nm) hoewel deze waarde kan worden aangepast door de silaan en stikstofstromen te variëren. De het dioxydefilms van het Silicium hebben typische r.i van 1.46. De RI waarde kan worden aangepast door de silaan en lachgasstromen te variëren. In beide films wijst een hogere r.i waarde gewoonlijk op een silicium rijke film. Figuur 4 en 5 tonen hieronder de verhoudingen van r.i met de verschillende verhoudingen van de gasstroom.

Figuur 4. Variatie van r.i met SiH4: N2 gasverhouding

Figuur 5. Variatie van r.i met SiH4: GEEN2 gasverhouding

Icp-CVD en de Spanning van de Film

In sommige toepassingen zoals MEMS is de capaciteit om filmspanning te controleren zeer belangrijk. De spanning van de Film wordt gewoonlijk berekend door de krommingsverandering en post-deposito van de film pre te meten. Dit verschil in kromming als resultaat van filmdeposito wordt gebruikt om spanning als de vergelijking van Stoney te berekenen, die de tweeassige modulus van het substraat, dikte van de film en het substraat, en de straal krommingen van pre en post-proces met elkaar in verband brengt.

In icp-CVD siliciumnitride en van het siliciumoxyde deposito's kan de filmspanning door veranderende diverse parameters worden gecontroleerd. De druk van het Proces heeft de grootste invloed op de de filmspanning van het siliciumnitride en in cijfer hieronder 6a getoond. Door de procesdruk te verhogen kan de filmspanning van samenpersend tot trek worden gecontroleerd. Het Cijfer 6a toont ook aan dat de zeer lage spanning door boete kan worden verkregen - stemmend de procesdruk.

Icp-CVD de films van het siliciumoxyde tonen typisch samenpersende spanning. De filmspanning kan worden aangepast door een combinatie parameters met inbegrip van SiH te veranderen4: N2 verhouding, temperatuur en de macht van RF. De Cijfers 6b en 6c toont hieronder het effect van SiH4: GEEN2 gasverhouding en temperatuur met filmspanning. De Lage samenpersende filmspanning kan worden verkregen door SiH te verhogen4: GEEN2 gasverhouding en het verminderen van de depositotemperatuur.

Cijfer 6a. Variatie van de filmx spanning van de Zonde met procesdruk

Cijfer 6b. Variatie van SiO2 filmspanning met temperatuur

Cijfer 6c. Variatie van SiO2 filmspanning met SiH4: GEEN2 gasverhouding

Icp-CVD en de Kwaliteit van de Film

De Kwaliteit van de film wordt het gemakkelijkst getoond door natte ets, die normaal met als buffer opgetreden voor oxyde wordt uitgevoerd etchants (BOE) wat typisch mengsels van 49% hydrofluoric zuur (HF) en 40% ammoniumfluoride (NHF)4 in diverse vooraf bepaalde verhoudingen zijn. Typisch wordt het BOE voor als buffer opgetreden oxyde etchants gebruikt om vensteropeningen in de lagen van het siliciumdioxyde te etsen. De primaire toepassing is de ets van thermische oxydelagen in de productie van IC. Ets tarief van de film door waterige oplossingen NH4F/HF, met of zonder capillair-actieve stofadditieven, afhangt van drie primaire factoren: NHF4 waaier, etsend temperatuur, en de specifieke inhoud van HF. Standaard BOE etchants (40% NHF/449% HF mengsels) bevat meer dan 30% NHF4, een waaier waar de inhoud van HF primaire invloed heeft tarief etsen.

Wanneer het testen van nat ets tarieven van de film zijn gewoonlijk goede praktijk om het etstarief te meten dat op een thermische oxydelaag als verwijzing wordt gebaseerd. Een lage film van het etstarief wijst gewoonlijk op een hoogte - dichtheidsfilm. Figuren 7 en 8 toont nat tariefgegevens van gedeponeerde Zondex en SiO2 gebruikend zowel icp-CVD als conventionele PECVD ets. De gegevens tonen aan dat de films die bij lage temperatuur worden gedeponeerd die icp-CVD gebruikt de vergelijkbare prestaties van het filmproces met gedeponeerde films gebruikend conventionele parallelle plaat op hoge temperatuur PECVD bij 300 °C. geeft.

Figuur 7. De natte Variatie vanx Zonde Etst tarief met elektrodentemperatuur

Figuur 8. De natte Variatie van2 SiO etst tarief met elektrodentemperatuur

Wat is het Voltage van de Analyse?

Het analysevoltage wordt gewoonlijk gemeten door een hellend voltage over de diëlektrische film toe te passen. De film wordt normaal gedeponeerd op een geleidende bodemlaag (of een gesmeerd wafeltje van Si, of een metaallaag) samen met een metaallaag die bovenop de gedeponeerde film wordt gedeponeerd. De metaallaag wordt gewoonlijk gevormd of door een schaduwmasker of door lancering om kleine teststootkussens (typisch <<1x1mm) te vormen. Om aan dergelijke kleine stootkussens te contacteren wordt een post van de wafeltjesonde gewoonlijk vereist. Al/Si zijn de metaallagen gemeenschappelijk maar andere metalen zouden kunnen worden gebruikt. Het is belangrijk dat de interfaces vlak en vlot zijn, d.w.z. geen heuveltjes of builen op het onderliggende metaal, en geen deeltjes op de oppervlakte of in de film, anders zal het analysevoltage beduidend verminderd worden (het proces van het metaaldeposito kan één of andere optimalisering vergen als de klant reeds deze opstelling niet als standaardtest heeft). Dit is één reden om als klein een diameter van het teststootkussen te hebben aangezien het mogelijk is om de kansen om een deeltje binnen uw metingsgebied te minimaliseren te hebben. Het voltage is omhoog hellend toen tot een hoge huidige piek wordt waargenomen (d.w.z. analyse van de film). Het vereiste voltage hangt van de filmdikte af (b.v. 6MV/cm = 120Volts over een dikke film 2000Å).

Het Verhoogde Voltage van de Analyse van icp-CVD Gedeponeerde Films

In icp-CVD filmdeposito's hebben de elektrokenmerken van Zondex die bij lage temperaturen (~RT) wordt gedeponeerd analyse elektrogebieden van meer dan 3x10 Vcm6 met-1 lage lekkagestromen [1.2] getoond. Lijst 2 toont hieronder het effect van temperatuur op het analysevoltage van Zonde gedeponeerdex films icp-CVD.

Lijst 2. Icp-CVD waardenx van het de analysevoltage van de Zonde de typische

Temperatuur ºC Icp-CVD MV/cm van het Voltage van de Analyse Het Voltage PECVD MV/cm van de Analyse
20 > 3 -
150 > 7 > 3
200 - > 4
300 - > 5

Figuur 9. De Variatie met huidige dichtheid met elektrisch veld voor film icp-CVD2 SiO deponeerde 120°C. De resultaten tonen analysevoltage ~>8MV/cm.

De Dekking van de Stap van icp-CVD Gedeponeerde Films

Daarnaast toont icp-CVD2 SiO ook hoog analysevoltage wanneer gedeponeerd bij lage temperaturen. Figuur 9 toont de analyse elektrogebieden van >8MV/cm toen de film2 SiO bij 150°C. werd gedeponeerd. In vergelijking resulteert een typische2 film SiO die door PECVD bij 300°C wordt gedeponeerd in een elektroanalyse elektrogebieden in de waaier van >5-6MV/cm.

De stapdekking is de verhouding van filmdikte langs de muren van een stap aan de dikte van film bij de bodem van de stap. Dit wordt hieronder doorverwezen naar S/T en/of S/B in het cijfer (10). Voor conforme dekking is de verhouding van S/T en/of S/B 1. Typisch wordt de goede stapdekking bereikt door hoge temperaturen (>300°C) te gebruiken nochtans het is mogelijk om uitstekende stapdekking bij lage temperatuur te bereiken gebruikend icp-CVD. Het Cijfer (10) toont hieronder de filmdekkingx van de Zonde icp-CVD wanneer gedeponeerd bij 20°C. Daarnaast hangt de stapdekking ook van de de staphoogte en breedte af.

Cijfer 10a. Definitie van stapdekking

Cijfer 10b. Beelden van SEM van dwarsdoorsnede van de Zonde van 50 NM icp-CVD deponeerden bij 22°C op 150 NMmetaal met goede stapdekking.

 

Bron: „Koppelde Inductief het deposito van de plasma chemische damp (icp-CVD)“ door de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford.

Date Added: Nov 23, 2010 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 07:08

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit