Примечания: РАД – реактор атмосферного давления; РПД – реактор пониженного адвления; РНД – реактор низкого давления; ПХО – плазмохимическое осаждение; ПВП – осаждение в плазме высокой плотности; ФСС – фосфоросиликатное стекло; БФСС – борофосфоросиликатное стекло
2.2. Важная особенность тонкослойных материалов для технологии ИМС
Важность тонкослойных материалов (а также отличие методов и процессов их создания от других технологических процессов изготовления ИМС) состоит в том, что они являются единственными материалами, непосредственно синтезируемыми в ходе технологического маршрута изготовления микросхем, т.е. непосредственно в производстве ИМС. Поэтому, качество тонкослойных материалов во многом определяет работоспособность и параметры ИМС.
2.3. Физико-химические основы ХОГФ
Среди известных методов получения неорганических покрытий на поверхности твердых тел одно из ведущих мест занимает метод химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ), обозначаемый в зарубежной литературе термином “Chemical Vapor Deposition, CVD”. Для получения структур “подложка – тонкий” слой методы ХОГФ стали использоваться с середины 60-х годов. Интенсивное развитие исследований в области химического осаждения тонкослойных покрытий на основе кремния датируется началом 70-х годов ХХ-го столетия. Это было обусловлено созданием и быстрым развитием твердотельных ИМС на подложках из монокристаллического кремния. Современное широкое распространение метода ХОГФ в промышленном производстве обусловлено его относительной аппаратурной простотой и безопасностью, технологичностью и высоким качеством покрытий, получаемых в оптимальных условиях.
Для получения слоев используются проточные (динамические) реакторы ХОГФ, работающие при атмосферном, пониженном и низком давлении (РАД, РПД и РНД, соответственно). Исходные парогазовые смеси разнообразных соединений, окислителей или аммиака, в присутствии различных газоносителей, поступают в реактор либо при некотором перепаде давления в токе газоносителя, либо в результате откачки системы вакуумным насосом. Таким образом, поток является принудительно конвективным.
Одной из главных особенностей процессов ХОГФ является возможность создавать слои при относительно невысоких температурах с толщинами от сотых долей микрометра до единиц микрометров. Например, методами ХОГФ слои диоксида кремния могут быть получены при температуре менее 100°С, в то время как, например, при окислении монокристаллического кремния кислородом образование диоксида кремния с заметной скоростью происходит при температурах выше 900°С.
Дополнительная нетермическая активация газовой фазы с помощью высокочастотного разряда, фотохимического или лазерного излучения также позволяет понижать температуру синтеза слоев. Для плазменных процессов осаждения плотность заряженных частиц в кубическом сантиметре составляет 109-1011, а для процессов в плазме высокой плотности – 1011-1012.
Целью процесса ХОГФ является получение на исходной подложке тонкослойного материала определенной толщины с необходимой совокупностью физико-химических, электрофизических, оптических и прочих свойств. Наращивание тонкого слоя на нагретой до необходимой температуры поверхности подложки в ходе процессов ХОГФ является конечным результатом необратимых реакций подаваемых в реактор газообразных исходных веществ, что упрощенно-схематично показано на рис.2.2. Рост тонкого слоя характеризуется скоростью наращивания (W), которая обычно определяется как отношение толщины слоя к времени его наращивания.
Реактор сечением s
подложка
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.