Hello,大家好，今天來分享下半導體FAB中常見的五種CVD工藝。

化學氣相沉積（CVD）主要是通過利用氣體混合的化學反應在硅片表面沉積一層固體膜的工藝。在 CVD 工藝過程中，化合物會進行充分混合以氣相形式發生反應，使得原子或分子沉積在硅片襯底表面而形成薄膜，其主要的應用包括淺溝槽隔離層、金屬前電介質層、金屬層間電介質層和鈍化保護層。CVD 主要分為常APCVD、LPCVD、PECVD，HDPCVD和ALD。

一.APCVD：常壓 CVD

指的是在大氣壓作用下進行的一種化學氣相淀積方法，此技術可高質量及穩定的量產大直徑硅片，所需系統較為簡單，是最初期應用的一種CVD技術。

優點：反應簡單，沉積速度快，低溫。

缺點：臺階覆蓋能力差，有顆粒沾 污，低產出率。

應用：低溫 SiO?(摻雜或不摻雜)。

二.LPCVD：低壓CVD

這是基于APCVD 的基礎發展而來的，低壓CVD在市場中運用較為廣泛，該技術擁有較低的使用成本，同時擁有更卓越的薄膜均勻性和溝槽覆蓋填充能。

LPCVD反應流程圖（來源Mksinst）

優點：高純度和均勻性，一致的臺階覆蓋能力，大硅片容量。

缺點：高溫，低淀積速率，需要更多維護，要求真空系統支持。

應用：高溫SiO?，Si3N4,多晶硅， W,WSi2。

三&四.PECVD：等離子體增強 CVD,

HDPCVD：高密度等離子體 CVD 。

PECVD和HDPCVD都屬于等離子體輔助 CVD ，主要指的是運用等離子體的能量和熱能，更好的進行 CVD 沉積的所需化學反應。在CVD中使用等離子體好處是可在更低的工藝溫度下在硅片上沉積具有優秀粘附能力的膜，該技術擁有更高的沉積速率和膜密度等。等離子體增強CVD在低壓CVD的基礎上發展，兩者主要區別是離子體增強CVD發生反應的溫度遠遠低于低壓CVD反應溫度。高密度等離子體CVD是新發展的一種CVD技術，其優點是可在較低溫度下沉積出能夠填充高深寬比間隙的薄膜，該技術主要用于制造高端IC。

等離子體輔助CVD中膜的形成（來源《半導體制造技術》）

優點：低溫，快速淀積，好的臺階覆蓋 能力和間隙填充能力。

缺點：要求 RF 系統，高成本，壓力 遠大于張力化學物質(如H?)和 顆粒沾污。

應用：高的深寬比間隙的填充，金屬上的低溫SiO?，ILD-1,ILD,為了雙鑲嵌結構的銅籽晶層，鈍化層（Si3N4）。

五.ALD：原子層沉積

ALD是一種以單原子膜形式逐層沉積在基底上的鍍膜方法，是化學氣相沉積的一種特殊形式。

ALD的原理為氣相前驅體脈沖交替通入反應器并在基底表面以單原子層的模式逐層成膜，反應步驟包括：

1）前驅體A進入反應室并吸 附在基體表面；

2）惰性氣體沖洗反應室，將剩余的前驅體A清洗干凈；

3）前驅體B進入反應室并吸附在基體表面，與前驅體A發生化 學反應，生成目標薄膜；

4）惰性氣體沖洗反應室，將化學反應生成的副產物清除出反應室，完成一次原子層薄膜沉積。如此循環往 復，即可實現單位原子層級的薄膜沉積。

ALD原理示意圖（來源微導納米）

除了以上5中CVD技術，還衍生出了SACVD和MOCVD，這兩個工藝和設備具有很大的潛力，SACVD的高壓環境能縮小分子自由程，通過臭氧在高溫下形成的高活性氧自由基增加分子間的碰撞，實現優秀的填孔能力。MOCVD主要適用于制造第三代半導體材料，例如GaNg，下次再介紹吧。