Параметры процесса осаждения

Поликремний

Поликремний используется для различных целей:

• в качестве затвора в МОП-приборах,
• для формирования высокоомных резисторов,
• в качестве диффузионных источников при создании мелких p-n переходов,
• для формирования проводящих дорожек,
• для обеспечения невыпрямляющих контактов к монокристаллическому кремнию.

Осаждаемый поликремний, как правило, не легирован. Примесь вводится обычно диффузией или ионной имплантацией. Примесь так же может вводится в процессе осаждения. При добавлении к поликремнию нескольких процентов кислорода он становится полуизолирующим материалом, что применяется в пассивации ИС.

Поликремний осаждается путем пиролиза силана при 600 - 650 °C в реакторах с пониженным давлением:

SiH₄ Si + 2H₂

Наиболее важными параметрами процесса осаждения поликремния являются:

• Температура. Скорость осаждения быстро возрастает с ростом температуры. При повышении температуры более важную роль начинают играть химические процессы не на поверхности подложек, а в газовой фазе.
• Давление. Давление газов в реакторе, работающем при пониженном давлении, можно варьировать путем изменения скорости газового потока при неизменной скорости откачки или путем изменения скорости откачки при постоянном расходе газовой смеси. Если входящий в реактор газ представляет собой смесь силана с азотом, то при постоянном расходе силана можно изменять расход азота или одновременно изменять расход обоих газов, сохраняя неизменным их соотношение в газовой смеси. Когда изменяется общий расход газовой смеси при неизменных скорости откачки и соотношении компонент газовой смеси, скорость осаждения линейно зависит от давления, но если меняется только скорость откачки или только расход азота, то скорость осаждения слабо зависит от давления.
• Концентрация силана. Скорость осаждения поликремния обычно нелинейно зависит от концентрации силана. При высоких концентрациях силана фазообразование начинается уже в газовой фазе, поэтому существуют верхние пределы для концентрации силана в газовой фазе и скорости осаждения при заданных температуре и давлении в реакторе.
• Концентрация легирующей примеси. Поликремний может быть легирован в процессе осаждения за счет добавления в реакционную смесь фосфина, арсина или диборана. Диборан вызывает сильное увеличение скорости осаждения, а добавление арсина или фосфина резко снижает скорость осаждения. При введении легирующих добавок, кроме того, уменьшается равномерность толщины осаждаемых пленок по поверхности подложки.

Дата добавления: 2014-12-27