帰納的につながれた血しょうの新しい改善 - オックスフォードの器械血しょう技術による化学気相堆積 (ICP-CVD) プロセス

カバーされるトピック

ICP-CVD によって沈殿させるフィルムの厚さの均等性を改善する新しい伝達版
オックスフォードの器械からの ICP-CVD システムとのよりよいフィルムパフォーマンスの実現
制御のガスは ICP-CVD の処理の間に流れます
ICP-CVD の処理の反復性そして安定性
ICP-CVD の処理を使用して材料の沈殿
区域血しょうクリーニングおよび ICP-CVD の処理
     区域血しょうクリーニングおよび典型的な厚さの指針
血しょう前処理プロセス
概要

ICP-CVD によって沈殿させるフィルムの厚さの均等性を改善する新しい伝達版

フィルム厚さの均等性を達成された基づいていた私達の新しい特許を取られたハードウェアデザインに改善した工程改善はまたなされました。 新しいハードウェアデザインはまたユーザーに優秀なフィルム厚さの均等性の大きい領域に層を沈殿させる機能を与えます。 特許を取られたハードウェアデザインは私達が伝達版と呼出す新式のシャワー・ヘッドデザインに基づいています。 伝達版は区域にそして置かれ、高密度血しょうソースと基板の間に坐ります。

伝達版は最大フィルム厚さの改善を達成するために穴のサイズおよび分布の調節によって最適化されました。 伝達版は側面伝導によって十分な厚さのアルミ合金 6082 の高い ICP 力と動作する時でさえ区域の温度の近くの版を維持するためになされます。 窒化珪素およびケイ素酸化物の沈殿のための 「ベスト」のフィルム厚さの均等性を達成するために版の 2 つの等価異形暗号が必要となったことが分られました。

ICP180 ソースのための図 1 および 2 (下記) ショー 2 伝達版。

血しょうプロセスの間のプロセス区域の中のシランのガスリングおよびガス伝達版の図 1. 画像

図 2。 2 つのガス伝達版。 (a) 伝達版 1 は SiO を沈殿させるために最適化されます2。 (b) 伝達版 2 は罪を沈殿させるために最適化されますx

必要となるか優秀なフィルム厚さの均等性との 300mm まで基板が付いている ICP- CVD のフィルムを沈殿させるためにどれが ICP380 ソースに図 3 はより大きい伝達版に示します。

ICP380 ソースと使用される図 3. 伝達版

オックスフォードの器械からの ICP-CVD システムとのフィルムパフォーマンスの改善

図 4 および 5 ショーそれぞれ ICP180 およびx ICP380 ソースを使用して 100 つの mm および 200mm のシリコンの薄片上の罪のフィルム厚さの分布の例。 オックスフォードの器械」 ICP-CVD システムは今これらの改善された工程改善を提供し、ユーザーはまた容易によりよいフィルムパフォーマンスを実現することできる彼らの既存の ICP-CVD システムをアップグレードできます。

ICP180 ソースのx System100 を使用して 100mm 上の図 4. ICP-CVD の罪のフィルム厚さの均等性

ICP380 ソースのx System100 を使用して 200mm 上の図 5. ICP-CVD の罪のフィルム厚さの均等性

低温の沈殿のための典型的なフィルム厚さの均等性パフォーマンスはまた使用される ICP ソースによって異なります。 表 1 は ICP ソースによって別のフィルム厚さの均等性を示したものです。

表 1. 典型的な ICP-CVD のフィルム厚さの均等性

ICP ソース ウエファーのサイズ
50mm 100mm 150mm 200mm
ICP65 <±6% - - -
ICP180 <±2% <±3% <±5% -
ICP380 <±1% <±2% <±3% <±5%

制御のガスは ICP-CVD の処理の間に流れます

HBLEDS で窒化珪素およびケイ素酸化物のような沈殿させたフィルムが最終的な装置を不動態化するのに使用されています。 現在の方法は 8 まで x 4" の典型的なロードかなりの利子額がより高い溶着速度がスループット条件を維持するように要求する単一のウエファー LED の処理の方に最近指示されてしまった 14-15 nm/min. の成長率の基板 (および 2" の大いにより大きいロードが基板) あるバッチ PECVD 処理が含まれています。 沈殿温度がまたできるだけ低い保たれなければならないことがまた知られています。 _これらの条件制限能力の慣習的 PECVD 要求高温および低 deposition 溶着速度許良質材料あ沈殿、ありそうによ認め sufficient 十分な時間のため余分水素に outgas から成長フィルム。

私達は既に高密度フィルムが低温で沈殿させることができること論議してしまいました (<150°C) の ICP-CVD の技術を使用して 8nm/min. の典型的な溶着速度。 OIPT の最近の進展作業が同じ低温で大いにより高い溶着速度をの > 140nm/min 達成したどんなに、よいフィルムの品質、フィルム厚さの均等性およびフィルムの応力制御を維持する間。 これらの最近の前進は高いスループットの低温で良質のフィルムの達成で ICP-CVD の機能を示しました。 より高い溶着速度プロセスは下の図 6 に示すように ICP の力およびガスの流れの混合物の増加によって達成されました。 罪および SiO の沈殿のためのガスの流れの2 比率はそれから R.i. (図 7) を調整するために調節されました。

総ガスとの溶着速度の図 6. 変化は 150°C で沈殿する ICP-CVD のx 罪のために流れます

溶着速度の図 7. 変化は対 150°C ICP-CVD SiO のためにで沈殿する2 総ガス流れます

ICP-CVD の処理の反復性そして安定性

沈殿システムの重要な要因の 1 つは同じフィルムを何回も沈殿させる機能です。 テストが低温の沈殿の高い溶着速度 SiO (>140nm/min) によって遂行された ICP-CVD2 プロセスの反復性そして安定性 (<150°C) 75 x 100mm のウエファーで。 結果は図 8、 9、および 10 で次示されています。

100mm のウエファーに <+/-3% のフィルム厚さの均等性との <+/-2% のウエファーの溶着速度の反復性への図 8. ウエファー

<+/-0.3% のウエファー R.i. の反復性への図 9. ウエファー

図 10: 75 のウエファー2 上の ICPCVD SiO のフィルムの圧力の反復性

図 11: ICP-CVD Si の溶着速度に対するリンのガスの流れの効果

ICP-CVD の処理を使用して材料の沈殿

SiO に加えて2無定形のケイ素xy (undopedx および添加される) および炭化ケイ素のような他の材料を沈殿させるのに、また SiON および罪の層 ICP-CVD が使用することができます。

無定形のケイ素は通常アルゴンの小さい流れを用いる純粋なシランを使用して血しょうを打つのを助けるために沈殿します。 追加水素はまたフィルムの品質を改善するために使用されます。 添加物はリンおよびほう素の形で photovoltaics アプリケーションで重要な点である層の伝導性を変更するために追加することができます。 ICP-CVD 無定形 si のための溶着速度に対するリンの流れの効果の下の図 11 は層になります。

また ICP-CVD が炭化ケイ素を沈殿させるのに使用することができます。 シランはメタンと普通混合され、血しょう殴打と助けるのにまたアルゴンが使用されています。 SiC の R.i. はメタンにシランのガスの流れの比率を合わせることによって調整することができます。 図 12 および 13 ショー R.i.、フィルムの圧力およびメタン/シランのガスの流れの比率間の関係。

図 12: メタン/シランのガスの流れの比率の R.i. の変化

図 13: メタン/シランのガスの流れの比率のフィルムの圧力の変化

区域血しょうクリーニングおよび ICP-CVD の処理

処理するプロセス区域をきれいにするために ICP-CVD ではツールの時間のかなりの比率はエッチングのガスを使用して血しょうクリーニングに捧げられます。 使用できるいくつかのきれいなガスがそのようなカリホルニウム、4カリホルニウム、38カリホルニウムおよび26 NF あります3。 私達の ICP 区域で私達が名目上私達が正常に6 区域の中できれいになるために修正したより高いエッチングのレート、よりきれいな副産物をおよびベテランのエッチングプロセスを達成する能力による SF を使用するどんなに。 私達がまた使用した代わりとなるガスはカリホルニウムおよび4 CF. です。38

きれいのの後で形作られる副産物を6 減らすために4 SF かカリホルニウムが通常 O22または使用されないかどうかきれいなガス。 きれいの ICP 力の使用から成り、また電極に動力を与えます。 これがより速いエッチングのレートを達成するためにフッ素を促進するのに使用されています。 ウエファーはまたこの領域のクリーニングに表面を保護するためにすなわち減ります表に置かれるように提案されます。 血しょうクリーニングの時間およびクリーニング間隔は沈殿の性質によって決まります。 それから最大沈殿によってがクリーニングが必要となる前にサンプルに区域の壁からはげるフィルムの潜在性が減らされた原因である例えば高い圧力のフィルムが区域で沈殿すれば。

区域血しょうクリーニングおよび典型的な厚さの指針

典型的な厚さおよびクリーニングの指針は次示されています。

  • クリーニングはフィルムの沈殿の >5microns の後で遂行されるべきです。
  • クリーニングの時間は沈殿するタイプそして厚さのフィルムに依存しています。
  • 典型的なクリーニングの時間はフィルムの沈殿の 6-8 ミクロンのための 2hours です。

きれいな血しょう区域の後で微粒子を最小化するためにポンプパージの調理法を実行することは重要です。 典型的なシーケンスは下記のように示されています: -

30 times/1min pump/1min N のパージ2 、 100sccm、 50mT/Loop を繰り返して下さい

区域の状態は重要なステップ反復可能なプロセスを達成するためにです。 私達は沈殿の ~0.5microns が調節に必要となることを観察しました。 プロセスの溶着速度そして屈折するのどのようにきれいな区域血しょうおよび区域の調節かの後で安定するか図 14 は示します。

図 14: 調節するプロセス反復性に対する区域の効果

血しょう前処理プロセス

血しょう前処理プロセスは特定の表面に特にフィルムが熱か機械圧力の下に来るとき沈殿させたフィルムの薄片分離を避けるために適用することができます。 根本的な材料に沈殿させたフィルムのよい付着は表面の種類および表面の残余のまた種類によって決まります。 ベースの血しょうが前もってきれいにする酸素は有機性残余を取除くことで水素によって基づく血しょうが無機残余を取除くことをもたらすすばらしい効果を前もってきれいにする一方すばらしい効果をもたらします。

ケイ素以外の基板材料がガリウム砒素またはガリウム窒化物のような血しょう前に使用されれば処置プロセスはよい達成して必要撮影します特性をです。 例えば、沈殿させたフィルムの付着そして品質は水素によって基づく前にきれいなプロセス前のフィルムの沈殿の適用によって改善することができます。 これはきれいなアンモナル/窒素血しょうの前に使用によってアンモナルが窒素に分離し、水素および生じる水素がフィルムと基板間のよい中間膜を提供する水素化された表面を与える根本的な表面を攻撃するところで遂行されました。 それに続く沈殿させたフィルムはそれからよい付着、低いピンホールおよびよい電気特性のようなよいフィルムの特性を示します。

概要

このペーパーで私達は SiO、罪、 Si および SiC を含むさまざまな材料を沈殿させるのに ICP-CVD が2x使用することができることを示しました。 ICP-CVD の技術の良質のフィルムの使用によって最小化のフィルムの汚染で起因する高密度血しょう、低い沈殿圧力および温度と沈殿させ、フィルムの化学量論を促進し、照射損傷を直接イオン表面の相互作用によって減らし、そして装置劣化を高温で除去します。

ソース: 「帰納的にオックスフォードの器械血しょう技術によって血しょう化学気相堆積 (ICP-CVD)」をつなぎました。

このソースのより多くの情報のためにオックスフォードの器械血しょう技術を訪問して下さい。

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

Last Update: 24. September 2013 05:42

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