
化學氣相沉積概述
氣相外延生長是最早應(yīng)用于半導體領(lǐng)域的一種比較成熟的外延生長技術(shù),它在半導體科學的發(fā)展中起了重要的作用,大大促進了半導體材料和器件的質(zhì)量及其性能的提高。目前,制備半導體單晶外延薄膜的最主要方法是化學氣相沉積。所謂化學氣相沉積,就是利用氣態(tài)物質(zhì)在固體表面上進行化學反應(yīng),生成固態(tài)沉積物的過程。CVD 技術(shù)可以生長高質(zhì)量的單晶薄膜,能夠獲得所需的摻雜類型和外延厚度,易于實現(xiàn)大批量生產(chǎn),因而在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)上,利用 CVD 制備的外延片常有一個或多個埋層,可以用擴散或離子注入的方式控制器件結(jié)構(gòu)和摻雜分布;CVD外延層的物理特性與體材料不同,外延層的氧和碳含量一般很低,這是它的優(yōu)點。但是,CVD外延層容易形成自摻雜,在實際應(yīng)用中需要采取一定的措施來降低外延層的自摻雜。CVD技術(shù)在某些方面仍然處于經(jīng)驗工藝狀態(tài),需要做更深入的研究,使其不斷得到發(fā)展。
CVD的生長機理十分復雜,在化學反應(yīng)中通常包括多種成分和物質(zhì),可以產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物,而且有許多獨立的變量,如溫度、壓強、氣體流速等,外延工藝有許多前后相繼、彼此展和完善。連貫的步驟。要分析CVD外延生長的過程和機理,首先要明確反應(yīng)物質(zhì)在氣相中的溶解度,各種氣體的平衡分壓,明確動力學和熱力學過程;再者要了解反應(yīng)氣體由氣相到襯底表面的質(zhì)量輸運,氣流與襯底表面邊界層的形成,生長成核,以及表面反應(yīng)、擴散和遷移,從而最終生成所需的薄膜。在CVD的生長過程中,反應(yīng)器的發(fā)展與進步起到了至關(guān)重要的作用,它很大程度上決定了外延層質(zhì)量的高低。外延層的表面形態(tài)、晶格缺陷、雜質(zhì)的分布和控制、外延層的厚度和均勻性直接影響了器件的性能及成品率。
——本文由真空鍍膜設(shè)備廠家廣東振華發(fā)布