化學氣相沉積（CVD）的原理、應用及發展歷程

芯片製造中,光刻與刻石是挖坑的精細雕刻技術,而薄膜沉積則是填坑的關鍵工藝,能在硅片上形成次微米到納米級的薄膜厚度不超過保鮮膜的。 十分之一材質涵蓋半導體化合物,金屬等,通過物理PVD多用於鍍金屬膜或化學方法實現,本次重點講解CVD。 CVD的原理是,將硅片放入高溫爐管,通入特定化學氣體如硅丸、氨氣。 氣體在高溫下反應生成固態產物,如多金硅、氮化硅,精力經合形成,導狀生長最終連成薄膜,厚度隨沉積時間增加。 CVD是半導體製成核心,一枚芯片需精力幾十到上百次沉積,不同薄膜用途各異。 氮化硅硬度高,性質穩定,可填充溝槽,做鈍化膜防潮防雜質,金屬如鈣可填充通孔導通上下金屬層,二氧化硅則用於隔離不同介質層。 CVD並非為芯片而生,早用於光學設備,合成寶石如人工鑽石等領域,半導體領域中。 先同公司1967年,首次用高溫CVD沉積多金硅做晶體管炸機,其優勢在於,可通過參雜調節電阻,且耐高溫。 CVD經歷了三次重要發展,早期為高溫長壓APCVD,雖沉積快但成膜不均,不致密,後改進為低壓LPCVD,降低溫度和氣壓,成膜更均勻,產量提升。 最終發展為等離子體增強PECVD,引入射頻電源產生等離子體,大幅降低溫度如氮化硅沉積僅需400度,添加壓氣烘機可使膜更緻密並調節硬力。