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化學氣相沈積

一、技術原理

 

CVD 運作機制示意圖化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)是一種用來產生純度高、性能好的固態材料的化學技術。半導體產業使用此技術來成長薄膜。典型的化學氣相沉積製程是將基板暴露在一種或多種不同的前驅物下,在基底表面發生化學反應或及化學分解來產生欲沉積的薄膜。反應過程中通常也會產生許多不同的副產品,但大多會隨著氣流被帶走,而不會留在反應腔中。總的來說,只要原料可轉變為蒸氣,幾乎所有種類的膜都可形成。

CVD 鍍膜過程


微製程大都使用CVD技術來沉積不同形式的材料,包括單晶、多晶、非晶及磊晶材料。這些材料有矽、碳纖維、碳奈米纖維、奈米線、奈米碳管、SiO2、矽鍺、鎢、矽碳、氮化矽、氮氧化矽及各種不同的high-k介質等材料。CVD製程也常用來生成合成鑽石。

 

CVD隨著應用不同,也發展出許多不同的型式,以下是CVD技術的各種變異:

 

 

 各種不同 CVD 技術

二、技術優點

 CVD 鍍出來的膜階梯覆蓋率佳

  • 在大面積鍍膜的應用上有相當不錯的均整度
  • 基板上不會有組成物的顆粒沈積在表面上
  • 要換不同的反應氣體或前驅物時不需要破真空
  • 由於CVD係透過化學反應機制成膜,因此對於活化能(activation energy)較高的區域有更高的選擇性
 

三、技術限制

 

  • 部分反應氣體與前驅物可能有安全性問題,因此環境污染也必須要列入考量
  • 氫化物(hydrides)以及羰基(carbonyls)都有毒性,處理上需要謹慎
  • 有機金屬在與空氣接觸時會有燃燒起來的危險
  • 部分高純度化合物的成本非常昂
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