Array工艺原理及工程检查-CVD

1、P-CVD基础CONTENSoPCVD基础o工艺要求特性oPCVD检查项目oPCVD管理技术PCVD基础oPCVD原理oPCVD装置构造oPCVD成膜基础能量损失因子o粒子m1和粒子m2相互发生弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒定律，可以得到粒子m1在碰撞种损失的能量比例为o所以电子在碰撞种损失的能量最小，而粒子在碰撞种损失的能量较大。)(22121mmmmfm1/m20.050.520f0.050.50.95oCVD (Chemical Vapor Deposition )化学气相沉积 借由气体混合物发生的化学反应，包括利用热能、电浆(Plasma)或紫外光照射等方式，在基板表面上(Subst

2、rate)表面上沉积一层固态化合物的过程o重要观念经由化学反应或热分解薄膜的材料源由外加气体供给制程反应物必须为气相的形式分类制程优点缺点应用APCVD反应器简单，沉积快速低温有微粒污染，阶梯覆盖性不佳及低产能低温氧化层LPCVD良好的纯度及均匀性，较好的阶梯覆盖性和产能高温、低沉积速率、需真空系统且维护不易高温氧化硅、氮化硅、多晶硅PECVD&HDPCVD低温、沉积快速、阶梯覆盖性佳及好的填沟能力成本高、需RF系统、有微粒污染高深宽比填沟、金属上方低温氧化物或保护层等离子体中的反应o电子在电场作用下，温度一般可以达到10万，这时和分子碰撞导致发生如下反应：非晶硅的生长原理电子和CH3

3、、H2碰撞，产生大量的CH3-，H-等活性基；活性基被吸附在基板上，或取代基板表面的H原子；被吸附的原子在自身动能和基板温度的作用下，在基板表面迁移，选择能量最低的点安定；同时，基板上的原子不断脱离周围原子的束缚，进入等离子体气氛中，所以达到动态的平衡；不断的补充原料气体，使原子沉积速度大于原子逃逸速度，薄膜持续生长。PCVD装置构造ToPumpShower head13.56 MHz RF(Deposition Only)Glass SubstrateGas InRPSC(Remote Plasma Source Clean) Deposition:SiN, Si, SiO2, etc.Pl

4、asma Cleaning:NF3 N2 + FF + Si SiF4AdjustableAKT PECVD Process ChamberGas dissociation and combinationSiH4-SiH*+Si*+H*Rf powerNH3-N*+NH*+H*Rf powerN*+Si*+H*-SiNX+SiNHx+ hySi*+H*-Si+SiH+H2+hyWF6+H2-W+HF, No PVD neededRf power成膜基础 o在多层膜成膜工艺中最重要的是薄膜间的界面处理，通常采用过渡层的思想来解决。比如，TFT中a Si和金属Cr的接触势垒较大，所以引入n+层降低

5、接触电阻。同样G-Mo/Al采用两层金属结构，也是因为Mo和ITO的接触电阻很小。非晶硅采用低速/高速结构也是利用低速非晶硅的电子迁移率较高。在沉积非晶硅前通常对衬底用H2等离子体处理的目的也是在衬底上预沉积一层H原子，增大Si原子和衬底的浸润性。另外，界面也是缺陷和杂质离子容易聚集的地方，所以经常需要对界面进行等离子处理。o影响薄膜质量的影响因素很多，而且薄膜属于非晶材料，所以结果可能偏离理论知识。所以通用的做法是以实验为基础。所以多水平实验和正交实验法是常用的方法。所以要在实验的基础上，以理论知识为指导，不断总结规律。PCVD适用工程PCVD适用工程G-SiNx膜的膜质o膜质确认的必要性

6、品质维持（抑制Vgon/Vgoff依存的表示不均） 确认装置的状态（MFC/RF/真空计是否异常）ParameterSiH4流量NH3流量N2流量H2流量RF PressSpacing个人见解个人见解的接触孔采用的接触孔采用DE进行刻蚀，不存在刻蚀速率的问题。膜厚均一性是管理重点，进行刻蚀，不存在刻蚀速率的问题。膜厚均一性是管理重点，较高的较高的N-H/Si-H比率比率也是期望的也是期望的调整因素决定因素Unif的調整因素G-SiNx膜的膜质一般由 SiH4NH3决定。(N2H2对膜质的影响较小，可以调节膜厚均一性。PressSpacing对膜厚均一性的影响较大。RF决定薄膜沉积速率。（影响设

7、备的生产节拍）-o上图红色代表中心条件，非晶硅的厚度为300，左边蓝色代表非晶硅的厚度为0，右边为600。o实验结果表明：非晶硅的厚度增加，开态电流增加，但是光电流也增加。n+非晶硅成膜检查项目和目的成膜检查规格工程管理技术工程管理工程管理产品结果测试参数的管理： 薄膜厚度、异物试作基板的运行状态管理 膜厚、颗粒水平真空等设备的日常管理 Maintenance消耗部品的交换设备的清洗工艺控制设备的校正工程管理项目不良项目o图形破损（微观外观检查、自动外观检查装置）o膜厚分布异常（宏观外观检查、断差测定仪测量）不良解析工艺日常管理项目工艺维护o必要性：成膜时在电极和内壁也会堆积生成物，应力过大时会剥离产生颗粒，所以每次成膜后必须清洗掉生成物，抑制颗粒发生。o方法：NF3+e- NF2+F-N