化学气相沉积设备分类及应用

化学气相沉积设备分类及应用 APCVD（Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition）常压化学气相沉积APCVD可用于制备单晶硅、多晶硅、二氧化硅、掺杂的SiO2（PSG/BPSG）等简单特性薄膜。APCVD是最早出现的CVD方法，反应压力为大气压，温度大约400-800℃左右，优势在于反应结构简单、沉积速率快，但缺点在于台阶覆盖率差，因此一般仅适用于在微米制程中制备简单的氧化硅等薄膜，用于层间介质层和钝化层等，在纳米制程中逐步被其他工艺替代。

LPCVD（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）低压化学气相沉积LPCVD是用于90nm以上的薄膜沉积主流工艺，用于制备SiO2和PSG/BPSG（ILD、STI、侧墙、栅氧化层等）、氮氧化硅（抗反射层等）、多晶硅、Si3N4（钝化层、刻蚀停止层、硬掩膜等）、多晶硅（栅极）等薄膜。LPCVD是指在27~270Pa的压力下进行的化学气相沉积。气体压力较低，薄膜生长速率能更好控制，相较APCVD，LPCVD方法沉积的薄膜台阶覆盖率等性能更好。LPCVD的缺点在于高温反应，薄膜密度以及填孔能力相对有限。PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）等离子增强化学气相沉积PECVD在制程进步到90-28nm时成为主流，用于沉积介质绝缘层和半导体材料。不同于APCVD/LPCVD使用热能来激活和维持化学反应，PECVD特点是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体的化学活性很强，容易发生反应，进而在衬底上沉积出所需薄膜。PECVD突出优点是低温沉积，薄膜纯度和密度更高。PECVD反应压强与LPCVD相差不大，紧随着LPCVD技术而发展，但PECVD技术需要的等离子体能量反应温度较低（100~300℃），因此，可以在熔点更低的金属互连层上沉积二氧化硅等薄膜，另外PECVD沉积速率更快、台阶覆盖率更好，能够沉积大多数主流的介质薄膜、包括一些先进的low-k材料、硬掩膜等。