第四章 化學氣相沉積

1、第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積 p 所謂所謂外延生長外延生長，就是在一定條件下在單晶基片上生長一層單，就是在一定條件下在單晶基片上生長一層單 晶薄膜的過程，所生長的單晶薄膜稱為晶薄膜的過程，所生長的單晶薄膜稱為外延層外延層。 p 20世紀世紀60年代初在硅單晶薄膜研究基礎上出現，已可實現各年代初在硅單晶薄膜研究基礎上出現，已可實現各 種半導體薄膜一定條件的外延生長。種半導體薄膜一定條件的外延生長。 p 氣相外延生長是最早應用于半導體領域的較成熟的外延生長氣相外延生長是最早應用于半導體領域的較成熟的外延生長 技術，促進了半導體材料和器件質量及性能提高。技術，促進了半導體材料和器件質量及性

2、能提高。 p 目前，制備半導體單晶外延薄膜的最主要方法是目前，制備半導體單晶外延薄膜的最主要方法是化學氣相沉化學氣相沉 積積（chemical vapor deposition，簡稱，簡稱CVD）。）。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.1 概述概述 一、一、CVD原理及特點原理及特點 CVD（chemical vapor deposition）是利用汽態(tài)的先驅反應物，）是利用汽態(tài)的先驅反應物， 通過原子分子間化學反應的途徑生成固態(tài)薄膜的技術。通過原子分子間化學反應的途徑生成固態(tài)薄膜的技術。 特點：特點： 需要使用汽態(tài)的物質作為反應物質需要使用汽態(tài)的物質作為反應物質 源物質要經過化學

3、汽相反應生成所需要的材料源物質要經過化學汽相反應生成所需要的材料 需要相對較高的氣體壓力環(huán)境需要相對較高的氣體壓力環(huán)境 通常需要熱，電磁場或光等的作用，促使化學反應的進行。通常需要熱，電磁場或光等的作用，促使化學反應的進行。 熱能：熱熱能：熱CVD ，熱絲，熱絲CVD 光能：激光誘導光能：激光誘導CVD；紫外光誘導；紫外光誘導CVD 電磁場：等離子體增強電磁場：等離子體增強CVD 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.1 概述概述 一、一、CVD原理及特點原理及特點 優(yōu)點：優(yōu)點： 可準確控制薄膜的組分及摻雜水平；可準確控制薄膜的組分及摻雜水平； 可在形狀復雜的基片上沉積薄膜；可在形狀復雜

4、的基片上沉積薄膜； 系統(tǒng)不需要昂貴的真空設備；系統(tǒng)不需要昂貴的真空設備； 高沉積溫度會大幅度改善晶體的結晶完整性；高沉積溫度會大幅度改善晶體的結晶完整性； 可利用某些材料在熔點或蒸發(fā)時分解的特點而得到其他可利用某些材料在熔點或蒸發(fā)時分解的特點而得到其他 方法無法得到的材料；方法無法得到的材料； 沉積過程可以在大尺寸基片或多基片上進行。沉積過程可以在大尺寸基片或多基片上進行。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.1 概述概述 一、一、CVD原理及特點原理及特點 缺點：缺點： CVD外延層容易形成自摻雜；外延層容易形成自摻雜； 化學反應需要高溫；化學反應需要高溫； 反應氣體會與基片或設備發(fā)

5、生化學反應；反應氣體會與基片或設備發(fā)生化學反應； 設備較為復雜，需要控制變量多。設備較為復雜，需要控制變量多。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.1 概述概述 一、一、CVD原理及特點原理及特點 應用：應用： p在半導體集成電子技術中應用很多。在半導體集成電子技術中應用很多。 p在硅片上硅的外延沉積；在硅片上硅的外延沉積； p集成電路中的介電膜如氧化硅、氮化硅的沉積集成電路中的介電膜如氧化硅、氮化硅的沉積。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.1 概述概述 一、一、CVD反應類型反應類型 按生長設備可分為按生長設備可分為閉管和開管閉管和開管兩種。兩種。 閉管外延閉管外延在在密

6、封容器密封容器內，源和襯底置于內，源和襯底置于不同溫度區(qū)不同溫度區(qū)。在。在源區(qū)源區(qū)， 揮發(fā)性揮發(fā)性中間產物中間產物由于溫差及壓差，通過對流和擴散由于溫差及壓差，通過對流和擴散輸運輸運到襯到襯 底區(qū)。在底區(qū)。在襯底區(qū)襯底區(qū)產物沉積產物沉積。反應產生的輸運劑再返回到源區(qū)，。反應產生的輸運劑再返回到源區(qū)， 如此不斷循環(huán)使外延生長得以繼續(xù)。如此不斷循環(huán)使外延生長得以繼續(xù)。 設備簡單，可獲得近化學平衡態(tài)的生長條件，但生長速度慢，設備簡單，可獲得近化學平衡態(tài)的生長條件，但生長速度慢， 裝片少，主要用于基礎研究。裝片少，主要用于基礎研究。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相

7、沉積 一、一、CVD反應類型反應類型 開管系統(tǒng)應用較多。開管系統(tǒng)應用較多。 開管外延開管外延是用載氣將反應物蒸氣由源區(qū)輸運到襯底是用載氣將反應物蒸氣由源區(qū)輸運到襯底 區(qū)進行化學反應和外延生長，副產物則被載氣攜帶區(qū)進行化學反應和外延生長，副產物則被載氣攜帶 排出系統(tǒng)。排出系統(tǒng)。 開管系統(tǒng)中的化學反應偏離平衡態(tài)較大。開管系統(tǒng)中的化學反應偏離平衡態(tài)較大。 可在常壓或低壓條件下進行。可在常壓或低壓條件下進行。 適于大批量生產。適于大批量生產。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 硅硅CVD外延生長三個基本熱化學類型：外延生長三個基本熱化學類型： 歧化反應、還原反應

8、、熱解反應歧化反應、還原反應、熱解反應 1. 歧化反應歧化反應 包含二價鹵化物的分解：包含二價鹵化物的分解： 2SiX2(g) Si(s) + SiX4(g) 低溫時，反應向右進行；高溫時，反應向左進行。低溫時，反應向右進行；高溫時，反應向左進行。 大多數的閉管反應都是利用歧化反應，將單晶硅襯底放在沉大多數的閉管反應都是利用歧化反應，將單晶硅襯底放在沉 積區(qū)，沉積固態(tài)硅就可以獲得單晶外延薄膜。積區(qū)，沉積固態(tài)硅就可以獲得單晶外延薄膜。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 1. 歧化反應歧化反應 大多數歧化反應，源區(qū)只有在高溫下才能生成可進行歧化反大多數歧化反

9、應，源區(qū)只有在高溫下才能生成可進行歧化反 應的中間產物，源區(qū)的反應器壁也要處于高溫下，以避免在應的中間產物，源區(qū)的反應器壁也要處于高溫下，以避免在 反應器上進行沉積，如生成反應器上進行沉積，如生成SiI2中間產物需要中間產物需要1150： Si(s) + 2I2(g) SiI4 (g) SiI4 (g) + Si(s) 2SiI2 (g) 襯底區(qū)生成硅外延層的歧化反應只需襯底區(qū)生成硅外延層的歧化反應只需900： 2SiI2 (g) Si(s) + SiI4 (g) 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 歧化反應歧化反應 根本性的缺點根本性的缺點 要求氣流流速

10、低，暴露給輸運氣體的源表面積要求氣流流速低，暴露給輸運氣體的源表面積 大；反應效率低，源利用率不高；系統(tǒng)沾污可能性大；反應效率低，源利用率不高；系統(tǒng)沾污可能性 大；在閉管系統(tǒng)內的生長過程中引入摻雜劑較困難。大；在閉管系統(tǒng)內的生長過程中引入摻雜劑較困難。 未能廣泛應用在工業(yè)生產中未能廣泛應用在工業(yè)生產中 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 2. 還原反應還原反應 用還原劑還原含有欲沉積物質的化合物（大多數是鹵用還原劑還原含有欲沉積物質的化合物（大多數是鹵 化物）?；铮?吸熱反應，高溫下進行，可采用簡單的冷壁單溫區(qū)。吸熱反應，高溫下進行，可采用簡單的冷壁單

11、溫區(qū)。 可逆反應?？赡娣磻?第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 2. 還原反應還原反應 最典型的是最典型的是H2（還原劑和載氣）還原鹵化物。對（還原劑和載氣）還原鹵化物。對 于硅的外延，鹵化物一般采用于硅的外延，鹵化物一般采用SiCl4或或SiHCl3，如：如： SiCl4(g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g) (1150-1300) SiHCl3(g) + H2(g) Si(s) + 3HCl(g) 2SiHCl3(g) Si(s) + SiCl4(g) + 2HCl(g) 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積

12、化學氣相沉積 2. 還原反應還原反應 SiCl4和和SiHCl3常溫下都是液體，氫氣作載體，由鼓泡法攜帶常溫下都是液體，氫氣作載體，由鼓泡法攜帶 到反應室。到反應室。容器的溫度和壓力決定于硅源氣體與載氣容器的溫度和壓力決定于硅源氣體與載氣H2的體的體 積比，要想維持穩(wěn)定的生長速率，體積比必須保持恒定，使積比，要想維持穩(wěn)定的生長速率，體積比必須保持恒定，使 用用SiCl4和和SiHCl3所帶來的問題是要維持一個恒定的溫度。所帶來的問題是要維持一個恒定的溫度。 當當H2以鼓泡的形式通過液體時，由于蒸發(fā)作用使液體冷卻。以鼓泡的形式通過液體時，由于蒸發(fā)作用使液體冷卻。 冷卻使液體蒸氣壓降低，并減小硅源

13、氣體對氫氣的體積比。冷卻使液體蒸氣壓降低，并減小硅源氣體對氫氣的體積比。 根據理想氣體狀態(tài)方程根據理想氣體狀態(tài)方程n=PV/RT，維持硅源氣體的蒸發(fā)速率，維持硅源氣體的蒸發(fā)速率， 便可保持硅源氣體與載氣恒定的體積比。便可保持硅源氣體與載氣恒定的體積比。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 2. 還原反應還原反應 優(yōu)點優(yōu)點：能在整個沉淀區(qū)實現比較均勻的外延生長；可：能在整個沉淀區(qū)實現比較均勻的外延生長；可 控制反應平衡移動；可利用反應可逆性在外延生長之控制反應平衡移動；可利用反應可逆性在外延生長之 前對襯底進行原位氣相腐蝕；在深而窄的溝槽內進行前對襯底進行原

14、位氣相腐蝕；在深而窄的溝槽內進行 平面化的外延沉積。平面化的外延沉積。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 3. 熱解反應熱解反應 某些元素的氫化物和金屬有機化合物高溫下不穩(wěn)某些元素的氫化物和金屬有機化合物高溫下不穩(wěn) 定，發(fā)生分解，產物可沉積為薄膜，反應是不可逆的。定，發(fā)生分解，產物可沉積為薄膜，反應是不可逆的。 如：如： SiH4(g) = Si(s) + 2H2(g) Ni(CO)4(g) = Ni(s) + 4CO(g) TiI(g) = Ti(s) + 2I 多晶硅沉積的生長溫度可低至多晶硅沉積的生長溫度可低至600；單晶硅則需；單晶硅則需850。

15、 當需要低溫工藝時，硅烷可作為理想的硅源來使用。當需要低溫工藝時，硅烷可作為理想的硅源來使用。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 3. 熱解反應熱解反應 n 主要優(yōu)點主要優(yōu)點是能夠在低溫下實現外延生長；熱是能夠在低溫下實現外延生長；熱 解反應不可逆，不存在鹵化物的氣相腐蝕作解反應不可逆，不存在鹵化物的氣相腐蝕作 用，因而對襯底的腐蝕不嚴重，對異質外延用，因而對襯底的腐蝕不嚴重，對異質外延 生長尤為有利。生長尤為有利。 n 主要問題主要問題是氣態(tài)反應物的純度、成本和安全是氣態(tài)反應物的純度、成本和安全 使用等。使用等。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積

16、-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 4. 氧化反應氧化反應 利用氧氣作為氧化劑促進反應：利用氧氣作為氧化劑促進反應： SiH4(g) + O2 = SiO2(s) + H2O(g) (450) Si(C2H5O)4 + 8O2 = SiO2 + 10H2O + 8CO2 （Si(C2H5O)4是正硅酸乙酯是正硅酸乙酯 簡稱簡稱TEOS） SiCl4 + O2 = SiO2 + 2Cl2 GeCl4 + O2 = GeO2 + 2Cl2 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 5. 化合反應化合反應 只要所需物質的先驅物可以氣態(tài)存在并具有反應只要所需物質的先驅物

17、可以氣態(tài)存在并具有反應 活性，就可利用化學反應沉積其化合物活性，就可利用化學反應沉積其化合物。 如：如： SiCl4(g) + CH4(g) = SiC(s) + 4HCl(g) (1400) 3SiH4 + 4NH3 = Si3N4 + 12H2 BCl3 + NH3 = BN + HCl 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 二、二、CVD動力學分析動力學分析 應用氣相外延制備外延片的質量和數量都與應用氣相外延制備外延片的質量和數量都與 生長機理密切相關，因此了解氣相外延生長動力生長機理密切相關，因此了解氣相外延生長動力 學的基本過程和規(guī)律對外延工藝的選

18、擇、反應器學的基本過程和規(guī)律對外延工藝的選擇、反應器 的設計都具有重要意義。以開管系統(tǒng)為例對其過的設計都具有重要意義。以開管系統(tǒng)為例對其過 程進行討論。程進行討論。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 二、二、CVD動力學分析動力學分析 掌握掌握CVD反應室中的流體動力學是相當重反應室中的流體動力學是相當重 要的，因為它關系到反應劑輸運（轉移）到襯要的，因為它關系到反應劑輸運（轉移）到襯 底表面的速度，也關系到反應室中氣體的溫度底表面的速度，也關系到反應室中氣體的溫度 分布，溫度分布對于薄膜淀積速率以及薄膜的分布，溫度分布對于薄膜淀積速率以及薄膜的 均勻性

19、都有著重要的影響。均勻性都有著重要的影響。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 CVD 反應室反應室 襯底襯底 連續(xù)膜連續(xù)膜 8) 副產物去除副產物去除 1) 反應物的反應物的 質量傳輸質量傳輸 副產物副產物 2) 薄膜先驅薄膜先驅 物反應物反應 3) 氣體分氣體分 子擴散子擴散 4) 先驅物先驅物 的吸附的吸附 5) 先驅物擴散先驅物擴散 到襯底中到襯底中 6) 表面反應表面反應 7) 副產物的解吸附作副產物的解吸附作 用用 排氣 氣體傳送氣體傳送 二、二、CVD動力學分析動力學分析-1、CVD模型（模型（Grove模型）模型） 薄膜的生長過程取決于氣體

20、與襯底間界面的相互作用，可能涉及的薄膜的生長過程取決于氣體與襯底間界面的相互作用，可能涉及的 步驟如下：步驟如下： 二、二、CVD動力學分析動力學分析 1、CVD模型（模型（Grove模型）模型） 薄膜的生長過程取決于氣體與襯底間界面的相互作用，薄膜的生長過程取決于氣體與襯底間界面的相互作用， 可能涉及以下幾個步驟：可能涉及以下幾個步驟： （1）反應氣體從入口區(qū)域流動到襯底表面的淀積區(qū)域）反應氣體從入口區(qū)域流動到襯底表面的淀積區(qū)域 （2）氣相反應導致膜先驅物（組成膜最初的原子或分）氣相反應導致膜先驅物（組成膜最初的原子或分 子）和副產物的形成子）和副產物的形成 （3）膜先驅物附著在襯底表面）膜

21、先驅物附著在襯底表面 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 二、二、CVD動力學分析動力學分析 1、CVD模型（模型（Grove模型）模型） （4）膜先驅物粘附在襯底表面）膜先驅物粘附在襯底表面 （5）膜先驅物向膜生長區(qū)域的表面擴散）膜先驅物向膜生長區(qū)域的表面擴散 （6）吸附原子（或分子）在襯底表面發(fā)生化學反應導）吸附原子（或分子）在襯底表面發(fā)生化學反應導 致膜淀積和副產物的生成致膜淀積和副產物的生成 （7）氣態(tài)副產物和未反應的反應劑擴散離開襯底表面）氣態(tài)副產物和未反應的反應劑擴散離開襯底表面 （8）副產物排出反應室（進入主氣流區(qū)被排除系統(tǒng)）副產物排出反應室

22、（進入主氣流區(qū)被排除系統(tǒng)） 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉化學氣相沉 積積 二、二、CVD動力學分析動力學分析 1、CVD模型（模型（Grove模型）模型） CVD過程主要受兩步工藝過程控制：過程主要受兩步工藝過程控制： （1）氣相輸運過程；）氣相輸運過程； （2）表面化學反應過程。）表面化學反應過程。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 二、二、CVD動力學分析動力學分析 1、CVD模型（模型（Grove模型）模型） 1966年年Grove建立了一個簡單的建立了一個簡單的CVD模型。認為控制模型。認為控制 薄膜沉積速率的兩個主

23、要因素是：薄膜沉積速率的兩個主要因素是： （1）反應劑在邊界層中的輸運過程。）反應劑在邊界層中的輸運過程。 （2）反應劑在襯底表面上的化學反應過程。）反應劑在襯底表面上的化學反應過程。 雖然這個假設很簡單，但能解釋雖然這個假設很簡單，但能解釋CVD過程中的許多現過程中的許多現 象，并且準確地預測了薄膜的沉積速率。象，并且準確地預測了薄膜的沉積速率。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 設設在生長長中的薄膜表面形成了界面層層，其厚度為為 ，cg和cs分別為別為 反應應物的原始濃濃度和其在襯襯底表面的濃濃度，則則 擴散至襯底表面的反應物的通量為：擴散至襯底表面

24、的反應物的通量為： 襯底表面消耗的反應物通量與襯底表面消耗的反應物通量與Cs成正比成正比 平衡時兩個通量相等，得平衡時兩個通量相等，得 g s g s ss sgg h k C C FF CkF CChF 1 )( 21 2 1 hg為氣相質量輸運系數，為氣相質量輸運系數，Ks為表面化學反應速率常數為表面化學反應速率常數 反應導致的沉積速率反應導致的沉積速率 11 N C hk hk N F G g gs gs N1表示形成單位體積的薄膜所需原子個數表示形成單位體積的薄膜所需原子個數 結論：結論： 反應氣體沒有稀釋時，沉積速率與反應劑濃度反應氣體沒有稀釋時，沉積速率與反應劑濃度Cg 成正比。成

25、正比。 多數多數CVD中，反應劑先被惰性氣體稀釋，中，反應劑先被惰性氣體稀釋，Cg=YCT Y是反應劑的摩爾百分比，是反應劑的摩爾百分比，CT單位體積中反應劑和惰性氣體分單位體積中反應劑和惰性氣體分 子的總數，子的總數， 則薄膜的生長速度：則薄膜的生長速度： 11 N YC hk hk N F G T gs gs 結論：結論： 當反應劑稀釋時，沉積速率與氣相中反應劑的當反應劑稀釋時，沉積速率與氣相中反應劑的 摩爾百分比摩爾百分比Y成正比。成正比。 結論：結論： 在在Cg或或Y為常數時，薄膜沉積速率將由為常數時，薄膜沉積速率將由ks和和hg中中 較小的一個決較小的一個決 定：定： 11 N YC

26、 hk hk N F G T gs gs 結論：結論： 在在kshg時，時， 1 N YCk G Ts 在在hg5400 湍流狀態(tài)湍流狀態(tài) Re1000，在低壓下，步驟（，在低壓下，步驟（1）是速控步驟；在低溫下，含）是速控步驟；在低溫下，含 硅氣體在表面的反應（步驟（硅氣體在表面的反應（步驟（5）是速控步驟。）是速控步驟。 u生長速率生長速率G與硅烷分壓與硅烷分壓P0成正比。成正比。G=K1P0，當硅烷分壓很大，當硅烷分壓很大 時，生長速率會趨向于飽和。時，生長速率會趨向于飽和。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 三、不同硅源的外延生長三、不同硅源的外

27、延生長1、硅烷外延生長、硅烷外延生長 u生長速率還受到氣體載體種類的影響。比如以生長速率還受到氣體載體種類的影響。比如以He、Ar為為 載氣，與載氣，與H2相比，二者的表面覆蓋率較小，因而表面反應相比，二者的表面覆蓋率較小，因而表面反應 要比要比H2增強許多。如果系統(tǒng)中還有增強許多。如果系統(tǒng)中還有HCl，則對生長速率有，則對生長速率有 相反影響，因為此時硅飽和度降低，從而腐蝕增加。相反影響，因為此時硅飽和度降低，從而腐蝕增加。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 三、不同硅源的外延生長三、不同硅源的外延生長 2、四氯硅烷外延生長、四氯硅烷外延生長 在在CV

28、D過程中，過程中，SiCl4沉積硅沉積硅6步驟：步驟： （1）邊界層擴散；邊界層擴散； （2）硅襯底附近，發(fā)生氣相反應，但沒有硅的析出；硅襯底附近，發(fā)生氣相反應，但沒有硅的析出； （3）表面吸附表面吸附SiCl2； （4）SiCl2擴散到硅表面扭折位置；擴散到硅表面扭折位置； 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 三、不同硅源的外延生長三、不同硅源的外延生長 2、四氯硅烷外延生長、四氯硅烷外延生長 （5）發(fā)生表面反應：發(fā)生表面反應： （6）產物產物HCl和和SiCl4脫附，同時脫附，同時Si結合到硅晶格位置，結合到硅晶格位置， 完成外延生長。完成外延生長。

29、在在SiCl4-H2反應體系，當反應體系，當HCl含量降低時，有利于含量降低時，有利于Si的沉積；的沉積； 當當HCl含量升高、含量升高、H2含量降低時，反應是逆方向進行的，不含量降低時，反應是逆方向進行的，不 利于利于Si的沉積。的沉積。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.2 化學氣相沉積化學氣相沉積 廣義上，廣義上，CVD可分：在單晶襯底上氣相沉積單晶外可分：在單晶襯底上氣相沉積單晶外 延層；在襯底上沉積薄膜，包括多晶和非晶薄膜。延層；在襯底上沉積薄膜，包括多晶和非晶薄膜。 根據所用源氣體的種類不同根據所用源氣體的種類不同： 鹵素輸運法和金屬有機物化學氣相沉積（鹵素輸運法和金屬有

30、機物化學氣相沉積（MOCVD） 按反應室內壓力按反應室內壓力： 分常壓分常壓CVD、低壓、低壓CVD和超高真空和超高真空CVD 采用能量增強輔助方法采用能量增強輔助方法： 等離子增強等離子增強CVD和光增強和光增強CVD 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 CVD實質上是一種氣相物質在高溫下通過化學實質上是一種氣相物質在高溫下通過化學 反應而生成固態(tài)物質并趁機在襯底上的成膜方法。反應而生成固態(tài)物質并趁機在襯底上的成膜方法。 揮發(fā)性的金屬鹵化物或金屬有機化合物等與揮發(fā)性的金屬鹵化物或金屬有機化合物等與 H2Ar或或N2等載氣混合后，均勻地輸運到反應室內的等

31、載氣混合后，均勻地輸運到反應室內的 高溫襯底上，通過化學反應在襯底上形成薄膜。高溫襯底上，通過化學反應在襯底上形成薄膜。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 無論是哪種類型的無論是哪種類型的CVD，沉積得以順利進行必須滿足下，沉積得以順利進行必須滿足下 列基本條件：列基本條件： 一，沉積溫度下，反應物必須有足夠高的蒸氣壓；一，沉積溫度下，反應物必須有足夠高的蒸氣壓； 二，反應生成物，除了所需的沉積物為固態(tài)外，其二，反應生成物，除了所需的沉積物為固態(tài)外，其 余必須是氣態(tài)；余必須是氣態(tài)； 三，沉積物本身的蒸氣壓應足夠低，以保證在整個三，沉積物本身的蒸氣壓應足

32、夠低，以保證在整個 沉積反應過程中能使其保持在加熱的襯底上；沉積反應過程中能使其保持在加熱的襯底上； 四，襯底材料本身的蒸氣壓在沉積溫度下足夠低。四，襯底材料本身的蒸氣壓在沉積溫度下足夠低。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 APCVD的生長壓強約的生長壓強約105Pa，即一個大氣壓；，即一個大氣壓； LPCVD的生長壓強一般為的生長壓強一般為103-101Pa； UHV/CVD生長室內本底真空壓強可達生長室內本底真空壓強可達10-8Pa， 生長壓強一般為生長壓強一般為10-1Pa。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術

33、的種類 一、常壓一、常壓CVD（APCVD） 操作簡單，淀積速率高，特別適合于淀積厚的介質操作簡單，淀積速率高，特別適合于淀積厚的介質 層。易發(fā)生氣相反應，產生微粒污染。層。易發(fā)生氣相反應，產生微粒污染。 常壓下進行，質量輸運限制沉積速度常壓下進行，質量輸運限制沉積速度（因為用到了不充足（因為用到了不充足 的反應氣體（如的反應氣體（如SiH4稀釋到很低含量）稀釋到很低含量）。外延溫度。外延溫度可能是高可能是高 溫或低溫溫或低溫，一般比材料的熔點低，一般比材料的熔點低30%-50%。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 N2 反應氣體反應氣體 加熱器加熱器

34、 N2N2N2N2N2 硅片硅片 連續(xù)加工的連續(xù)加工的APCVD反應爐反應爐 硅片硅片 薄膜薄膜 反應氣體反應氣體2 反應氣體反應氣體1 惰性分隔氣體惰性分隔氣體 一、常壓一、常壓CVD（APCVD）應用應用 放在受熱移動盤上或者傳輸帶上的硅片連續(xù)通過非淀放在受熱移動盤上或者傳輸帶上的硅片連續(xù)通過非淀 積區(qū)和淀積區(qū)，淀積區(qū)和外圍的非淀積區(qū)是通過流動的惰積區(qū)和淀積區(qū)，淀積區(qū)和外圍的非淀積區(qū)是通過流動的惰 性氣體實現隔離的。連續(xù)工作的淀積區(qū)始終保持穩(wěn)定的狀性氣體實現隔離的。連續(xù)工作的淀積區(qū)始終保持穩(wěn)定的狀 態(tài)，反應氣體從硅片上方的噴頭持續(xù)穩(wěn)定地噴入到淀積區(qū)，態(tài)，反應氣體從硅片上方的噴頭持續(xù)穩(wěn)定地噴

35、入到淀積區(qū)， 同時硅片不斷地被送入、導出淀積區(qū)。這是目前用來淀積同時硅片不斷地被送入、導出淀積區(qū)。這是目前用來淀積 低溫二氧化硅薄膜的最常用的低溫二氧化硅薄膜的最常用的CVD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 一、常壓一、常壓CVD（APCVD）應用應用 歧化反應生長歧化反應生長Si外延層：外延層： 2SiI2(g) Si (s)+ SiI4(g)，是放熱反應。，是放熱反應。 如果增加如果增加Si的沉積量，應降低反應溫度，同時采用的沉積量，應降低反應溫度，同時采用 熱壁反應器，以抑制熱壁反應器，以抑制Si在反應器上的沉積。在反應器上的沉積。

36、 如果是吸熱反應，則提高溫度有利于如果是吸熱反應，則提高溫度有利于Si的生長，采用冷壁反的生長，采用冷壁反 應器。如還原反應（式應器。如還原反應（式4-5）和熱分解反應（式）和熱分解反應（式4-10）。）。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 一、常壓一、常壓CVD（APCVD）應用應用 2. 用用SiH4+O2制備制備SiO2，用氬氣或氮氣將，用氬氣或氮氣將SiH4稀釋稀釋 到到2%-10%，反應溫度，反應溫度450-500 。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 一、常壓一、常壓CVD（APCVD）應用應用 3

37、. 用用TEOS+O3制備制備SiO2，反應溫度，反應溫度400 C。 Si(OC2H5)4+8O3=SiO2+10H2O+8CO2 采用采用APCVD，不用等離子體，在低于，不用等離子體，在低于500的條件的條件 下，下，O3就能使就能使TEOS分解，且得到較高的沉積速率。分解，且得到較高的沉積速率。 薄膜具有很好的保形性，可以很好的填充溝槽以及薄膜具有很好的保形性，可以很好的填充溝槽以及 金屬線間的空隙。金屬線間的空隙。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 一、常壓一、常壓CVD（APCVD）應用應用 3. 用用TEOS+O3制備制備SiO2 問題：

38、問題： （1）淀積速率依賴于薄膜淀積的表面材料，為保證淀積速率）淀積速率依賴于薄膜淀積的表面材料，為保證淀積速率 一樣，先用一樣，先用PECVD方法淀積一層薄的二氧化硅層。方法淀積一層薄的二氧化硅層。 （2）這種薄膜由于含有一些）這種薄膜由于含有一些SiOH鍵，如果暴露在空氣中，鍵，如果暴露在空氣中， 就容易吸收水汽。由于與空氣中水汽的反應，薄膜的機械應就容易吸收水汽。由于與空氣中水汽的反應，薄膜的機械應 力會變化。一般在此中層上在用力會變化。一般在此中層上在用PECVD法淀積一層二氧化法淀積一層二氧化 硅作為保護層。硅作為保護層。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的

39、種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） 降低工作室的壓力可以提高反應氣體和反應產物通過邊界層的擴降低工作室的壓力可以提高反應氣體和反應產物通過邊界層的擴 散能力，可提高反應氣體濃度，是表面反應速度控制的。散能力，可提高反應氣體濃度，是表面反應速度控制的。 （因為在較低的氣壓下（大約（因為在較低的氣壓下（大約133.3Pa），氣體的擴散速率比在一），氣體的擴散速率比在一 個大氣壓下的擴散速率高出很多倍）。個大氣壓下的擴散速率高出很多倍）。 與與APCVD比，薄膜的沉積速率高，膜性能好，成本低。比，薄膜的沉積速率高，膜性能好，成本低。 （一般是熱壁型的）（一般是熱壁型的） 低壓低壓C

40、VD裝置圖裝置圖 維持低壓維持低壓 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） 在低壓下在低壓下Si邊界層會變薄并獲得改善，外延層厚度和電阻邊界層會變薄并獲得改善，外延層厚度和電阻 率的均勻性也得到改善。采用低壓外延，在停止生長時能迅速率的均勻性也得到改善。采用低壓外延，在停止生長時能迅速 清除反應室中殘存的反應物和摻雜劑，從那個人縮小多層外延清除反應室中殘存的反應物和摻雜劑，從那個人縮小多層外延 的過渡區(qū)，在異質外延和多層結構外延生長中發(fā)揮了其特有的的過渡區(qū)，在異質外延和多層結構外延生長中發(fā)揮了其特有的 作用；低壓外延減少了埋層圖形的漂移和畸變，并且降低了系作用；低壓外延減少了埋層圖形的漂移和畸變

41、，并且降低了系 統(tǒng)玷污。統(tǒng)玷污。 低壓低壓CVD裝置圖裝置圖 維持低壓維持低壓 TEOS LPCVD Pressure controller Three- zone heater Heater TEOS N2O2 Vacuum pump Gas flow controller LPCVD Furnace Temp. controller Computer terminal operator interface Furnace microcontroller Exhaust Figure 11.17 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） 低壓低壓CVD可以外延生長各種半導體薄膜，以可以外延生長各

42、種半導體薄膜，以SiC為例進行介紹。為例進行介紹。 在在Si襯底上異質外延生長襯底上異質外延生長SiC常用高純常用高純SiH4、C2H2和和H2作為作為Si 和和C的氣體源和載氣。的氣體源和載氣。 常采用兩步法生長。首先用常采用兩步法生長。首先用H2攜帶攜帶C2H2進入沉積室并在大約進入沉積室并在大約 1600K下與下與Si反應生成一層由反應生成一層由Si向向SiC過渡的緩沖層；然后再過渡的緩沖層；然后再 引入引入SiH4參加反應生長參加反應生長SiC薄膜。僅有后一半過程不能生長出薄膜。僅有后一半過程不能生長出 高質量的單晶薄膜。高質量的單晶薄膜。 生長溫度為生長溫度為1500K。 第四章第四

43、章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） u大多數大多數多晶硅是在低壓、熱壁式反應室中完成的多晶硅是在低壓、熱壁式反應室中完成的。 u在在580-650下熱分解下熱分解SiH4（H2稀釋）制備多晶硅。稀釋）制備多晶硅。 u SiH4被吸附在襯底的表面上，熱分解形成固態(tài)薄膜和被吸附在襯底的表面上，熱分解形成固態(tài)薄膜和H2。 SiH4(吸附）吸附）=Si+H2 u 當氣體中所含當氣體中所含SiH4的濃度比較大時，的濃度比較大時，SiH4在氣相中也可發(fā)生在氣相中也可發(fā)生 熱分解，使薄膜粗糙多孔，不能滿足熱分解，使薄膜粗糙多孔，不能滿足IC

44、工藝的要求。用工藝的要求。用N2和和 惰性氣體稀釋，硅烷的氣相分解更容易發(fā)生。所以通常用惰性氣體稀釋，硅烷的氣相分解更容易發(fā)生。所以通常用H2 稀釋稀釋（因為分解的產物有（因為分解的產物有H2，用，用H2稀釋可抑制硅烷的氣相分解）稀釋可抑制硅烷的氣相分解）。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） 中溫中溫LPCVD SiO2 當沉積溫度控制在當沉積溫度控制在680730，用，用TEOS沉積的沉積的SiO2通常通常 有較好的保形性，足以能滿足有較好的保形性，足以能滿足IC生產的要求。生產的要求。 這種沉積一般采用這種沉積

45、一般采用LPCVD技術。熱壁反應。（要加入足技術。熱壁反應。（要加入足 夠的夠的O2） 與與APCVD 相比，相比，LPCVD系統(tǒng)有更低的成本，更高的產系統(tǒng)有更低的成本，更高的產 量和更好的膜性能。量和更好的膜性能。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） 中溫中溫LPCVD SiO2 LPCVD是反應速度限控制的反應，只要嚴格控制溫度，是反應速度限控制的反應，只要嚴格控制溫度， 就可以在大量硅片表面沉積均勻的薄膜。就可以在大量硅片表面沉積均勻的薄膜。 當作為選擇氧化的掩蔽膜或者作為當作為選擇氧化的掩蔽膜或者作為DRAM

46、（動態(tài)隨機（動態(tài)隨機 存取存儲器）中電容的介質層時，由于考慮到薄膜的均勻存取存儲器）中電容的介質層時，由于考慮到薄膜的均勻 性和工藝成本，通常是在中溫下用性和工藝成本，通常是在中溫下用LPCVD技術淀積的。技術淀積的。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） 氮化硅氮化硅通常在通常在700800下，采用下，采用LPCVD 技術，以二氯技術，以二氯 二氫硅（二氯硅烷，最常用的反應劑）和氨氣反應沉積。二氫硅（二氯硅烷，最常用的反應劑）和氨氣反應沉積。 3SiCl2H2(g)+4NH3(g)=Si3N4(s)+6HCl(g)+

47、6H2(g) 影響影響LPCVD氮化硅質量的主要因素為氮化硅質量的主要因素為： 溫度，總氣壓、反應劑比例等。溫度，總氣壓、反應劑比例等。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） p一般來說，一般來說，LPCVD氮化硅的薄膜密度很高（氮化硅的薄膜密度很高（2.9- 3.1g/cm3），介電常數為），介電常數為6，并界比，并界比PECVD氮化氮化 硅薄膜有更好的配比。在稀釋的硅薄膜有更好的配比。在稀釋的HF溶液中的腐溶液中的腐 蝕速度很低，不到蝕速度很低，不到1nm/min，而且，而且H含量也比含量也比 PECVD氮化硅薄膜

48、的要低。氮化硅薄膜的要低。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） p此外，此外，LPCVD氮化硅薄膜有比較好的臺階覆蓋氮化硅薄膜有比較好的臺階覆蓋 性和較少的粒子污染。然而這種薄膜，應力大約性和較少的粒子污染。然而這種薄膜，應力大約 為為105N/cm2，幾乎比，幾乎比TEOS（正硅酸四乙酯）淀（正硅酸四乙酯）淀 積的二氧化硅的應力高出一個數量級。高應力可積的二氧化硅的應力高出一個數量級。高應力可 能使厚度超過能使厚度超過200nm的氮化硅薄膜發(fā)生破裂。的氮化硅薄膜發(fā)生破裂。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4

49、.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD） p當用作最終的鈍化層時，淀積工藝必須和低熔點當用作最終的鈍化層時，淀積工藝必須和低熔點 金屬（例如金屬（例如Al）兼容，這時氮化硅淀積就必須在）兼容，這時氮化硅淀積就必須在 低溫下進行。對于這種低溫淀積，首選淀積方法低溫下進行。對于這種低溫淀積，首選淀積方法 是是PECVD。因為它可以在低溫（。因為它可以在低溫（200-400）下淀）下淀 積氮化硅薄膜。積氮化硅薄膜。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 難熔金屬（例如難熔金屬（例如W、Ti、

50、Mo、Ta）在硅集成電）在硅集成電 路的互聯系統(tǒng)中已經被廣泛地研究與應用。它們的路的互聯系統(tǒng)中已經被廣泛地研究與應用。它們的 電阻率比電阻率比Al及其合金要大，但是比相應的難熔金屬及其合金要大，但是比相應的難熔金屬 硅化物及氮化物的電阻率要低。硅化物及氮化物的電阻率要低。 在這些金屬當中，鎢盡管不能單獨作為柵材料在這些金屬當中，鎢盡管不能單獨作為柵材料 和全部的互聯材料，但卻在互聯中得到了廣泛應用。和全部的互聯材料，但卻在互聯中得到了廣泛應用。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 在在IC互連系統(tǒng)中，鎢的主要用途

51、兩個方面：互連系統(tǒng)中，鎢的主要用途兩個方面： 1. 作為填充塞（鎢插塞，作為填充塞（鎢插塞，plug） 這是鎢最重要的用途。這是鎢最重要的用途。 例如，可用鎢填滿兩個鋁層之間的通孔以及填滿接觸孔。之所以選用鎢作例如，可用鎢填滿兩個鋁層之間的通孔以及填滿接觸孔。之所以選用鎢作 為填充材料，是因為為填充材料，是因為CVD的鎢比的鎢比PVD的鋁有更好的通孔填充能力。當接觸的鋁有更好的通孔填充能力。當接觸 孔的尺度大于孔的尺度大于1m時，用時，用PVD的鋁可以實現很好的填充，然而對于特征的鋁可以實現很好的填充，然而對于特征 尺寸小于尺寸小于1m時，時， 由于接觸孔和通孔的深寬比變得太大，由于接觸孔和通

52、孔的深寬比變得太大，PVD的鋁無法的鋁無法 完全填充接觸孔和通孔。所以完全填充接觸孔和通孔。所以CVD鎢被廣泛應用。鎢被廣泛應用。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 Metal-2 stack (d) Metal-2 deposition Tungsten plug (a) Via etch through ILD-2 (SiO2) Metal-1 stack ILD-2 ILD-1 Via SiO2 (c) Tungsten etchback SiO2 Tungsten plug (b) Tungsten CVD via fill Tungsten

53、Figure 16.33 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 2、被用作局部互連材料。、被用作局部互連材料。 與鋁和銅相比，由于鎢的電導率較低因而只能與鋁和銅相比，由于鎢的電導率較低因而只能 用于短程互連線，而銅和鋁仍然用于全局互聯。用于短程互連線，而銅和鋁仍然用于全局互聯。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 CVD鎢是最廣泛應用于互聯的難熔金屬。因為：鎢是最廣泛應用于互聯的難熔金屬。因為： 一、它比一、它比Ti和和Ta的體電阻率小，和的體電阻率小，和Mo的電阻率差不多（通的電阻率差不多（通 過過WF6還

54、原淀積的鎢薄膜，其電阻率在還原淀積的鎢薄膜，其電阻率在7-12cm）。）。 二、表現在較高的熱穩(wěn)定性。在所有金屬中鎢的熔點最高二、表現在較高的熱穩(wěn)定性。在所有金屬中鎢的熔點最高 （3410）。）。 三、它具有較低的應力（三、它具有較低的應力（5104N/cm2），有很好的保形），有很好的保形 臺階覆蓋能力并且熱擴散系數和硅非常相近。臺階覆蓋能力并且熱擴散系數和硅非常相近。 最后，它具有很強的抗電遷移能力和抗腐蝕性能。最后，它具有很強的抗電遷移能力和抗腐蝕性能。 。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 CVD鎢是最

55、廣泛應用于互聯的難熔金屬。鎢是最廣泛應用于互聯的難熔金屬。 缺點：缺點：W的電阻率雖然只有重摻雜多晶硅的的電阻率雖然只有重摻雜多晶硅的1/200， 而比而比Al合金薄膜的電阻率高一倍。其次，鎢薄膜在氧合金薄膜的電阻率高一倍。其次，鎢薄膜在氧 化物和氮化物上面的附著性比較差。此外，當溫度超化物和氮化物上面的附著性比較差。此外，當溫度超 過過400時鎢會氧化。隨后，如果鎢和硅接觸在溫度時鎢會氧化。隨后，如果鎢和硅接觸在溫度 高于高于600時，會形成鎢的硅化物。時，會形成鎢的硅化物。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢

56、 W的的CVD沉積（通常在冷壁、低壓系統(tǒng)中進行）：沉積（通常在冷壁、低壓系統(tǒng)中進行）： WF6+3H2=W+6HF 鎢的化學氣相淀積源主要有鎢的化學氣相淀積源主要有WF6、WCl6和和W(CO)6。WF6 更理想。更理想。 WF6的沸點為的沸點為17，使，使WF6能以氣態(tài)形式向反應室中輸送，能以氣態(tài)形式向反應室中輸送， 輸送方便容易，而且可精確控制流量。主要缺點是費用高，輸送方便容易，而且可精確控制流量。主要缺點是費用高， 占占CVD鎢過程的鎢過程的50。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 通常采用通常采用LP

57、CVD技術沉積。反應通常是在技術沉積。反應通常是在 溫度低于溫度低于450的低壓環(huán)境下進行的。當溫度低的低壓環(huán)境下進行的。當溫度低 于于450時，薄膜的生長速率由反應速率控制，時，薄膜的生長速率由反應速率控制， 在反應物中通常通入過量的氫氣。氫氣還原反應在反應物中通常通入過量的氫氣。氫氣還原反應 淀積的鎢膜電阻率約淀積的鎢膜電阻率約7-12cm。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 在在W淀積過程中問題：淀積過程中問題： （1）CVD鎢膜的應力：鎢膜的應力：厚的鎢膜有較大的應力，厚的鎢膜有較大的應力， 會導致硅片

58、彎曲。然而由于大部分的鎢膜在經過會導致硅片彎曲。然而由于大部分的鎢膜在經過 回刻之后被清除掉了，所以在鎢栓形成過程中，回刻之后被清除掉了，所以在鎢栓形成過程中， 較大的應力通常并不是一個必須要考慮的問題。較大的應力通常并不是一個必須要考慮的問題。 如果鎢層用來形成互聯線，應力問題就必須考慮。如果鎢層用來形成互聯線，應力問題就必須考慮。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 （2）鎢栓的電阻：）鎢栓的電阻：如果鎢膜的電阻率是如果鎢膜的電阻率是10cm 的典型值，則對于的典型值，則對于1 m的接觸孔，鎢栓的總電阻的接觸

59、孔，鎢栓的總電阻 大約是大約是0.5。如果用這樣的鎢栓來填充接觸孔，。如果用這樣的鎢栓來填充接觸孔， 這個電阻與接觸電阻（約這個電阻與接觸電阻（約20）相比可略。對于）相比可略。對于 通孔來說，這個阻值偏高，所以對通孔總電阻的通孔來說，這個阻值偏高，所以對通孔總電阻的 影響也就很重要。影響也就很重要。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 二、低壓二、低壓CVD（LPCVD）鎢鎢 另外，當尺寸縮小，鎢栓電阻升高，對另外，當尺寸縮小，鎢栓電阻升高，對 0.3 m的接觸和通孔，大約會是的接觸和通孔，大約會是5。所以對深。所以對深 亞微米工藝，鎢栓工藝將面臨挑戰(zhàn)

60、，人們希望亞微米工藝，鎢栓工藝將面臨挑戰(zhàn)，人們希望 用鋁栓或銅栓替代鎢栓。用鋁栓或銅栓替代鎢栓。 第四章第四章 化學氣相沉積化學氣相沉積-4.3 CVD技術的種類技術的種類 三、超高真空三、超高真空CVD（UHV/CVD） 是是20世紀世紀80年代后期在低壓年代后期在低壓CVD基礎上發(fā)展起來的一種新的外延生基礎上發(fā)展起來的一種新的外延生 長技術，長技術，本底真空一般達本底真空一般達10-7Pa。 在低溫、低壓下進行，具有獨特的方面：在低溫、低壓下進行，具有獨特的方面： 其一，超凈生長環(huán)境的重要性。其一，超凈生長環(huán)境的重要性。 其二、超低生長壓強的重要性。其二、超低生長壓強的重要性。 UHV/C