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半导体薄膜技术与物理_第三章 化学气相沉积.ppt
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半导体薄膜技术与物理_第三章 化学气相沉积.ppt
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1
第三章 化学气相沉积
2
外延
:在
单晶
基片上生长一层单
晶薄膜
的过程。
它是
20
世纪
60
年代初逐渐发
展起来的,它解决
了分立元
件和集成电路中
的许多问题。
硅单晶经切、磨
、抛等加工,得到
抛光片就
可以在其上制
作分立元件和集
成电路。但在许多
场合这种
抛光片仅作为
机械支撑的基片
,在它上面首先生
长一层适
当的导电类型
和电阻率的单晶
薄膜,然后才把分
立元件或
集成电路制作
在单晶薄膜内。
晶体管的集电极
的击穿电压决定于
硅片
pn
极的电阻率,
击穿电压高需用
高阻材料。
3.1
概述
外延生长
3
必要的机械强度
芯片数百微米 串联
电阻大。
n
型重
掺的
n
+
材料上(低阻)
外延几个到十几个
微米厚的
轻掺杂的
n
型层(高阻),
晶体管作在外延层
上,就解决
了高击穿电压所
要求的高电阻率与
低集成电
极串联电阻所
要求的低衬底电
阻率之间的矛盾。
硅的气相外延:
(
1
)气化
生长,分子束外
延,专门有一章介
绍。
(
2
)化学
气相外延
CVD
,这一章重
点介绍。
4
概念:
利用
气相态物质在固体
表面进行化学反应
,生成固态
沉积物
的过
程
种类:
根据
气源
不同:
卤素输运法
金属有机化学气相沉积
(MOCVD)
根据
反应室压力
不同:
常压
CVD (AP
CVD)
低压
CV
D (LPC
VD)
超高真
空
CVD (U
HV/CVD
)
根据
能量增强方式
的不同:
等离子增强
CVD (PECVD)
光
增强
CV
D (PCVD
)
特色
CVD
技术:
选择外延
CVD
原子层外延
(
ALE
或
ALD)
详见《半导体薄膜技术与物理》第
4
章
化学气相沉积
(Chemical vapor depositi
on, CVD)
5
CVD
容易工业化
:获得所需的掺杂类型和外延厚度,是
很通用技术,这一技术仍在不断发展,不断完善中。
CVD
外延可能的
优点
:
1
)外延片常有一个或多个埋层。即用扩散或离子注
入控制器件结构的掺杂分布。
2
)外延层的物理特性与体材料不同。外延层一般不
含氧和碳,或氧和碳含量不会比衬底太高。
缺点
:外延层易形成自掺杂,限制了硅外延的电阻
率。
CVD
的特点
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