왜 폴리 실리콘이 종종 LPCVD로 퇴적 되는가?

실리콘의 형태

반도체 및 MEMS 공정에서, 실리콘은 단일 결정, 다결정 및 무정형의 세 가지 형태로 제공됩니다. 이 세 가지를 구별하기 위해, 주요 초점은 격자 구조에 있습니다. 단일 조정 실리콘 격자 배열은 장거리 순서대로 단거리 순서입니다. 폴리 실리콘 격자의 배열은 장거리 무질서하고 단거리 순서입니다. 비정질 실리콘은 장거리 장애, 단거리 장애입니다. XRD 분석은 실리콘의 형태를 신속하게 구별하는 데 사용될 수 있으며, 하나의 스파이크는 단결정이며, 다수의 스파이크는 다결정이며 Mantou 피크는 비정질입니다. 무정형 및 다결정 실리콘은 580 도로 전환 될 수있는 반면, 단일 결정 실리콘은 다국적 실리콘 또는 비정질 실리콘으로 전환하기가 어렵다.

실리콘의 세 가지 형태 학적 격자의 그림 회로도

실리콘이 얼마나 퇴적되는지

실리콘의 증착 방법은 물리 증기 증착 및 화학적 증기 증착을 포함하지만, 반도체 및 MEM의 실제 공정 흐름에서, 거의 모든 화학 증기 증착 방법이 사용된다. 단결정 실리콘 박막은 주로 에피 탁상 층을 제조하기 위해 MoCVD (금속 산화물 화학 증기 증착)에 의해 제조된다; 저온 공정으로 인해, 비정질 실리콘은 종종 PECVD (혈장 강화 화학 증기 증착)를 사용합니다. Polysilicon은 PECVD, APCVD (대기 화학 증기 증착) 및 LPCVD (저압 화학 증기 증착)를 사용할 수 있으며, PECVD는 비정질 전환을 폴리 크라이스트탈로 변환하기위한 어닐링 단계가 필요합니다.

다른 화학 증기 증착의 테이블 장점과 단점

0010-20351 6 인치 Degas 램프 모듈 350C PVD

LPCVD 예금 폴리 실리콘

공정 라인의 LPCVD 용광로 튜브는 580 ℃에서 650 ℃의 내부 온도와 100 ~ 400 MTORR의 내부 온도를 갖는 큰 수평 용광로이다. 가장 일반적으로 사용되는 가스 공급원은 Silane (SIH4)이며, 특정 온도에서 열 분해되어 실리콘을 형성합니다. 전형적인 LPCVD 공정 (예 : 200MTORR)의 경우, 비정상적 인 전이 전이 온도에 대한 비정질은 대략 580도이며,이를 넘어 폴리 실리콘 박막이 증착됩니다. 625도에서, 곡물은 크고 원주이며, 방향은 주로 실리콘이다 (110). 650도에서 700도 사이에서 결정 방향 (100)이 우세합니다. 삽입되지 않은 폴리 실리콘의 저항은 일반적으로 106 ~ 108Ω · cm 범위입니다. 폴리 실리콘, 고체 공급원 확산 및 이온 주입, 알려진 고용량 도핑 및 폴리 실리콘 전도성 필름의 제곱 저항은 10 Ω\/□ 미만입니다.

LPCVD 용광로의 그림 회로도

0010-20317 8 "램프 모듈

LPCVD를 사용하여 폴리 실리콘을 퇴적하면 밀도가 높고 스트레스가 적고, 단계 적용 범위가 우수하며, 온칩 및 오프 시트 균일 성을 갖는 고품질 필름 계층을 얻을 수 있다는 것입니다. 현재, 업계에서 LPCVD 폴리 실리콘의 재료 특성은 약 150 gpa 영 계수, 약 1.2 gpa 인장 강도이며 잔류 응력은 ± 50 MPa 일 수 있습니다. 폴리 실리콘 층의 응력은 증착 압력에 관계없이 온도가 580도 미만일 때 응력은 압축 응력입니다. 600도에서, 스트레스는 중간 또는 높은 인장 응력이지만, 증착 온도에서는 620도이므로 압축 응력으로 크게 변형된다. 동시에 LPCVD는 배치로 사용할 수 있으며 상용 LPCVD 용광로는 한 번에 최대 100 개의 웨이퍼를 유지할 수 있습니다.

The disadvantage is that LPCVD deposits polysilicon, with a single thickness of up to 2μm, and higher than that, it needs to be deposited in stages, but it will also cause excessive stress in the film layer to peel off and fall off after many times. If you want to grow more than 10 μm polysilicon, such as a mass in an accelerometer, you need to use the APCVD process, which requires a substrate temperature of > 1000°C and a pressure of >50TORR 및 1 μm\/분의 증착 속도. APCVD의 고온은 폴리 실리콘을 기본 SIO2 층으로부터 분리하기 때문에, 일반적으로 LPCVD를 사용하여 100 나노 미터 미만의 폴리 실리콘 층을 완충 층 (시드 층)으로 증착해야한다.