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7/25/2019 cap5_deposicao_oxidos_nitretos_cvd.ppt

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Captulo 5 - Deposio de xidose Nitretos CVD

Ioshiaki DoiFEEC/UNICAMP

Deposio de SiO2e Si3N

4

IE726 Processos de Filmes Finos


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1. Isolao entre multinveis de metal

2. Mscara contra difuso ou I/I

3. Dieltrico de porta

4. umentar o !"ido de campo

#. $onte de %etterin%

&. $onte de dopantes

'. (assivao final do dispositivo

)Deposio de xido deDeposio de xido de

SilcioSilcio Aplicaes


4


3/30

)Propriedades doPropriedades doSiOSiO22 alta rigidez mecnica;

oa ades!o com as camadas em "#e s!o de$ositadas; alta resist%ncia el&trica; alta tens!o de r#$t#ra el&trica; im$ermeailidade ' #midade e metais alkalinos;

alta estailidade "#(mica e t&rmica)


4


4/30

a! Deposies em "ai#as $empera$%ras &3''(4)'

*!

Si+4, O2 &,N2! SiO2, 2+2

reatores APC*D+ ,PC*D e PEC*D

-antagem. aia tem$erat#ra

des-antagem. coert#ra de degra# $ore

adi0!o de P12$rod#z #m 34s3orosilicato 5P678 e9:1#m orosilicato 59678

o 4ido $rod#zido a aia tem$erat#ra a$resenta #ma

densidade menor "#e o 4ido t&rmico

)Mtodos de DeposioMtodos de Deposio


4


5/30

) PECVD, T !""PECVD, T !""

C,C,com decomposio de *+,-com decomposio de *+,-

Si&O*2+)!4 SiO2, s%"(prod%$os da reao

PE*-D. 2''(4'' *+rea0!o de silana com 4ido nitroso etetracloreto de sil(cio com oig%nio.

Si+4, 2N2O SiO2, 2N2, 2+2

Si*l4, O2SiO2, 2*l2

Incor$ora0!o de 1 5


6/30

reatores,PC*D$ela decom$osi0!o de tetraetil=ortosilicato 5EB68

Si&O*2+)!4 SiO2, s%"(prod%$os da reao

-an$a/ens#ni3ormidade ecelente+ coert#ra de degra#

con3orme+ oas $ro$riedades do 3ilme) Des0an$a/ensalta tem$erat#ra+ 3onte l("#ida+ di3(cil

controle

0 Deposio em temperatura mdia0 Deposio em temperatura mdia &6)'(7)'

*!


4


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reatores ,PC*D+rea0!o de diclorosilana com4ido nitroso)

Si+2*l2, 2N2O

SiO2, 2N2, 2+*l

-an$a/em#ni3ormidade e coert#ra de degra# ecelente

E@ do 6iB:t&rmico)

Des0an$a/em= alta tem$erat#ra

= 4ido cont&m 1Cl $ode reagirc/6i=$oli+ ca#sar rachad#ra do

3ilme)

c0 Deposio em temperaturas altasc0 Deposio em temperaturas altas & 1''*!

Deposio de SiO2e Si3N4


8/30

Do$agem com F4s3oro 5P8 P67

Dopa/em P+3. As+3. 2+6e o%$ros


9/30

Dopa#e$ co$ %oro &%' - %S(


10/30

)Dopa#e$ co$ %oro e )*s+oro - %PS(Dopa#e$ co$ %oro e )*s+oro - %PS(

mesmas 3ontes de do$antes anteriores

concentra0Hes. 9P67 t($ico cont&m= t? de P e 9mant&m $ro$riedades do P67 5stress

e E@8

@e3lo do 9P67 . J> = G>C



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)oncentrao de Dopantes alores *picosoncentrao de Dopantes alores *picos

a8 = como 3onte de do$antes. a


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)eflo5eflo5

Flo de$ende de.

a8 tem$o de recozimento;

8 tem$erat#ra de recozimento;c8 taa de a"#ecimento;

d8 concentra0!o de P; e

e8 amiente de recozimento 5-a$or& melhor8

'' 5$P 22 5$P

46 5$P 72 5$P

SE de amos$ra reco8idaem 0apor a 99''*. 2' min

O#anto maior a concentra0!o

de P+ melhor o re3lo) Menor o ng#lo de re3lo+ +

melhor a $lanariza0!o das#$er3(cie)

@e3lo & melhor em amientede -a$or e alta tem$erat#ra)



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)Coertura e$ De#rau StepCoertura e$ De#rau Step

Co.era#eCo.era#e

S$ep co0era/e mede a hailidade de de$ositar3ilmes sore $aredes laterais e no 3#ndo de #matrincheira $ro3#nda o# -ias)

A 3ig#ra acima de3ine os $armetros da coert#raem degra# e a con3ormalidade)



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B ng#lo de incid%ncia e amoilidade s#$er3icial do

$erc#rsor determina a coert#raem degra#)

A 9

C

ng#lo maior 598+ maior "#antidade de tomos e

mol&c#las $erc#rsores) 6e reagir imediatamente+ sem migra0!o s#$er3ical+

canto 9+ /8 mais de$osi0!o "#e A eem C+ metade 5G>/8 da de$osi0!o de A)



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)Exe$plos de Step Co.era#eExe$plos de Step Co.era#e

a8 Coert#ra $ore de-ido a$o#ca o# nenh#ma moilidadedo material de$ositado sore as#$er3(cie)

8 Coert#ra melhor mas $aredes

laterais 3inas e mais de$osi0!onos cantos)

c8 Il#stra o $rocesso de ecelentecoert#ra em degra#)

@ela0!o da ste$ co-erage com

$ress!o e moilidade s#$er3icial

Alta moilidade s#$er3icaldo $erc#rsor+ melhorcoert#ra em degra# emelhor con3ormalidade)

o% PE*-D



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))or$ao de %uraco)or$ao de %uraco

@egi!o de maior de$osi0!o $rod#zsali%ncias "#e com o a#mento daess$es#ra do 3ilme+ 3echa o ga$

3ormando o #raco) Bs #racos cont&m gases selados e

$odem di3#ndir $ara os CIs e $odemca#sar $rolemas em $rocessos$osteriores o# d#rante a o$era0!o do

chi$ em #m sistema eletrnico)

@e"#er dos $rocessos C*D o $reenchimentodo ga$ li-re de #racos $ara asseg#ra a

con3iailidade dos chi$s de CIs)



17/30

passi0ao de disposi$i0os

m:scara para o#idaes sele$i0as &;O*OS!

diel%so de s@dio e am"ien$e

m:scara con$ra II e e$cBin/

) Deposio de Nitretos deDeposio de Nitretos de

Silcio &SiSilcio &Si//NN!!''Aplicaes



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)Co$parao SiCo$parao Si//NN!!.ersus SiO.ersus SiO22

alto om $ara ca$acitor;

melhor arreira contra di3#s!o om $araenca$s#lamento)

"! SiO2

aio om $ara isolanteentre n(-eis de metaliza0!o)

a! Si3N4



19/30

)01todos de Deposio01todos de Deposio

a8 @eatores APC*D+ Q J>> a G>> C

8 @eatores ,PC*D+ Q J>> a K>> C

3Si+4, 4N+3Si3N4, 92+2

3Si*l2+2, 4N+3Si3N4, 6+*l , 6+2

Fal$a de N+3>ilme rico em Si

%sar N+3em e#cesso



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c! Por rea$ores PE*-D. C 2'' a 4'' *

3Si+4, N+3&o% N2! Si#N+8, #+2

@e"#er N12em ecesso+ $ois n!o

decom$He ra$idamente como a silana

aa de De$osi0!o . > >> R/min)



21/30

) Caractersticas do Processo eCaractersticas do Processo edos +il$es PECVDdos +il$es PECVD

o 3ilme n!o & este"#iom&trico com 6i/N >)K


22/30

*antagem .tem$erat#ra aia

Des-antagens .

Controle de com$osi0!o $ore 53ilmen!o este"#iom&trico8

,iga0Hes n!o #ni3ormes no 3ilme;

Incor$ora0!o de tomos n!o deseTados)Pro$riedades el&tricas+ mecnicas e

"#(micas -ari-eis)



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)Pi3oles 4Pi3oles 4 & #m de3eito com#m)

= s!o 3#ros com diametro L < m) origem.$art(c#las $resentes na s#$er3(cie;

= $art(c#las geradas d#rante a de$osi0!o) contagem .3azer re-ela0!o $or sol#0!o "#e ataca

o s#strato e n!o o 3ilme)

Par?me$ros do processo

( Presso

( $empera$%ra

( >re%Gncia e po$Gncia do HF

( >l%#os de /ases



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)Caractersticas4Caractersticas4)ta"a de deposio6

)este7uiometria6

)incorporao de 8 9:06

)impure;as6

)densidade6

)stress.



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) Nitreto PECVD diceNitreto PECVD dicede 6e+rao x Taxade 6e+rao x TaxaSi7Si7!!8N8N22

DeseTa=se n Q :)>

a#a de deposio #a#a de deposio #

Po$Gncia HFPo$Gncia HF

D@ a#menta com $ot%ncia @F

D@ a#menta com concentra0!o

de 6i1



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) Nitreto PECVD TaxaNitreto PECVD Taxade Deposio e dicede Deposio e dicede 6e+rao x Pressode 6e+rao x Presso

Ni$re$o PE*-D a#a deDeposio e ndice deHe>rao # empera$%ra



27/30

) aracterstica do filme de nitreto em funo daaracterstica do filme de nitreto em funo da

concentrao de


28/30

) Caracterstica do +il$e deCaracterstica do +il$e deitreto e$ +uo daitreto e$ +uo date$peratura de deposiote$peratura de deposio

Ponto $ara Q J>>C+corres$onde a C*Dt&rmico sem $lasma)

Densidade a#menta com ;?1 dimin#i com a#mento de )



29/30

a$erial Hea/en$es >=>>2>>=>>

2>>=>>2>>=>>

P67P67

9P679P67

Ni$re$o de Sil=cio 6i1X N1

2

6iCl:1

:X N1

2

6i1

X N12

6i1X N

:

,PC*D,PC*DPEC*D

PEC*D

J>>=G>>>=J>:>>=2>

:>>=2>5


30/30

)efer=nciasefer=ncias

)


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