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高密度等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備

2021年11月05日 13:16 來(lái)源：安徽貝意克設(shè)備技術(shù)有限公司
       高密度等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(HDP-CVD)工藝是PECVD工藝的一種特殊形式。在高密度等離子體中，離子化的原子或分子具有較高的能量，在向襯底移動(dòng)時(shí)具有更強(qiáng)的轟擊作用，從而能夠引發(fā)濺射。這種濺射工藝可以有效地消除薄膜沉積過(guò)程中形成的懸垂結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溝槽及孔隙自下而上的填充。
　　在HDP-CVD工藝過(guò)程中，薄膜沉積和薄膜濺射是同時(shí)發(fā)生的。通過(guò)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，可以調(diào)節(jié)薄膜的沉積濺射比。沉積濺射比是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)，如果濺射過(guò)強(qiáng)，可能會(huì)對(duì)襯底上凸起結(jié)構(gòu)的頂部拐角部位造成損傷;如果濺射過(guò)弱，填充時(shí)會(huì)形成懸垂物，在填充物中形成空隙，從而導(dǎo)致填充效果不好。
　　由于HDP-CVD*的工藝特性，在具有圖形的襯底上采用HDP-CVD方法沉積薄膜時(shí)，在溝槽處通常會(huì)比在凸起處沉積速率要快-些，因而HDP-CVD工藝具有平坦化(Planarization)的性能。通常，采用HDP-CVD方法沉積的薄膜的致密度更高，雜質(zhì)含量更低。圖8-119所示的是HDP-CVD工藝原理示。
　　HDP-CVD通常是通過(guò)源射頻和偏壓射頻的雙頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖8-120所示。源射頻通常是一個(gè)電感耦合裝置，所用頻率約為2MHz,主要用于控制離子的濃度。偏壓射頻是由電容耦合裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所用頻率約為13.56MHz,主要用于控制離子向襯底的遷移。雙
　　頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有助于實(shí)現(xiàn)高密度等離子體，同時(shí)也保證了良好的薄膜穩(wěn)定性和較高的沉積速率。HDP-CVD的二氧化硅通常是用硅烷加氧氣/氬氣混合氣體制備而成的。在反應(yīng)前驅(qū)物中，氬氣的摻人可以提升HDP-CVD工藝的濺射率。在上述工藝的反應(yīng)前驅(qū)物中加入磷烷，可以實(shí)現(xiàn)摻磷二氧化硅的工藝制備。
　　采用HDP-CVD方法制備的二氧化硅薄膜比較致密，廣泛用于CMOS集成電路130m到45nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的淺槽隔離(ShallowTrenchIolaion,ST1)壩充。而用HDP-CVD制備的摻磷二氧化硅薄膜通常被用于相應(yīng)技術(shù)代的前金屬介質(zhì)填充(PMD)等工藝中。隨著集成電路技術(shù)發(fā)展到28mm以下，F(xiàn)inFET器件結(jié)構(gòu)的引人對(duì)器件隔離溝槽的填充技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)，HDP-CVD技術(shù)已經(jīng)不能滿足技術(shù)發(fā)展的要求。為此，新的溝槽填充技術(shù)體化學(xué)氣相沉積技術(shù)(FlowableCVD,FCVD)應(yīng)運(yùn)血生。FCVD是一種遠(yuǎn)程等離子體沉積技術(shù)，其反應(yīng)前驅(qū)物通過(guò)一個(gè)遠(yuǎn)程等離子體發(fā)生器，定向引人反應(yīng)腔室，對(duì)溝槽實(shí)現(xiàn)自下而上的填充。FCVD可以完成對(duì)細(xì)小溝槽及孔隙的無(wú)縫除填充，從而滿足10nm和7mm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的工藝要求。表8-33所列為典型HOP-CVD系統(tǒng)。

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