반도체 공정: 화학 기상 증착(CVD)

반도체 및 FPD 패널 디스플레이에서는 박막 제조가 중요한 공정입니다. 박막 (TF, 박막)을 준비하는 방법에는 여러 가지가 있으며 다음 두 가지 방법이 일반적입니다.

● CVD (화학 기상 증착)

● PVD (물리 증기 증착)

그 중에서, 버퍼 층/활성 층/절연 층은 모두 PECVD를 사용하여 기계의 챔버에 증착된다.

● 특수 가스 사용 : SIN 및 SI/SIO2 필름의 증착을 위해 SIH4/NH3/N2O.

● 일부 CVD 기계는 수소화를 위해 H2를 사용하여 캐리어 이동성을 증가시켜야합니다.

● NF3은 청소 가스입니다. 이에 비해 : F2는 독성이 높고 SF6의 온실 효과는 NF3의 온실 효과보다 높습니다.

반도체 장치 공정에는 일반적인 SIO2/Si/Sin 외에도 더 많은 유형의 박막이 있으며 W, Ti/Tin, HFO2, SIC 등이 있습니다.

반도체 산업에서 다양한 종류의 박막을 만들기 위해 첨단소재 전구체가 많이 사용되는 이유이기도 합니다.

우리는 그것을 다음과 같은 방식으로 설명합니다:

1. CVD의 유형 및 일부 전구체 가스

2. CVD의 기본 메커니즘과 막 품질

1. CVD의 유형 및 일부 전구체 가스

CVD는 매우 일반적인 개념으로 여러 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.. 일반적인 것은 다음과 같습니다.

● pecvd: 플라즈마 강화 CVD

● LPCVD : 저압 CVD

● ALD: 원자층 증착

● mocvd: 금속-유기 CVD

CVD 공정 동안, 화학 반응 전에 전구체의 화학적 결합이 파손되어야한다.

화학적 결합을 파괴하기위한 에너지는 열에서 나오기 때문에 챔버 온도가 비교적 높아서 패널의 기판 유리 또는 유연한 스크린의 PI 재료와 같은 일부 공정에는 친숙하지 않습니다. 따라서 온도가 필요한 일부 프로세스를 충족시키기 위해 공정 온도를 줄이기 위해 다른 에너지 (혈장 등)를 입력함으로써 열 예산도 줄어 듭니다.

따라서, A-SI : H/SIN/Poly-SI의 PECVD 증착은 FPD 디스플레이 산업에서 널리 사용됩니다. 일반적인 CVD 전구체 및 필름 :

다결정 실리콘/단결정 실리콘 SiO2 SiN/SiON W/Ti WSi2 HfO2/SiC

CVD의 기본 메커니즘 단계:

1. 반응 전구체 가스가 챔버로 유입됩니다.

2. 가스반응에 의해 생성되는 중간생성물

3. 가스의 중간 생성물이 기판 표면으로 확산됩니다.

4. 기판 표면에 흡착 및 확산

5. 기판 표면에서 화학반응이 일어나 핵생성/아일랜드 형성/막 형성

6. 부산물이 탈취되어 진공 펌핑을 펌핑하고 처리를 위해 스크러버에 들어간 후 배출됩니다.

앞서 언급했듯이 전체 공정에는 확산/흡착/반응과 같은 여러 단계가 포함됩니다. 전체 성막 속도는 온도/압력/반응 가스 종류/기판 종류 등 여러 요인에 의해 영향을 받습니다. 확산에는 예측을 위한 확산 모델이 있고, 흡착에는 흡착 이론이 있으며, 화학 반응에는 반응 역학 이론이 있습니다.

전체 과정에서 가장 느린 단계는 전체 반응 속도를 결정합니다. 이것은 프로젝트 관리의 중요한 경로 방법과 매우 유사합니다. 가장 긴 활동 흐름은 가장 짧은 프로젝트 기간을 결정합니다. 이 경로의 시간을 줄이기 위해 리소스를 할당하여 기간을 단축 할 수 있습니다. 마찬가지로 CVD는 전체 프로세스를 이해함으로써 필름 형성 속도를 제한하는 주요 병목 현상을 찾을 수 있으며, 매개 변수 설정을 조정하여 이상적인 필름 형성 속도를 달성 할 수 있습니다.

2. CVD 막 품질 평가

일부 필름은 평평하고, 일부는 구멍을 채우고, 일부는 홈을 채우며 기능이 매우 다릅니다. 상업용 CVD 기계는 기본 요구 사항을 충족해야합니다.

● 기계 처리 용량, 증착 속도

● 일관성

● 기체상 반응은 입자를 생성할 수 없습니다. 기체상에서 입자를 생성하지 않는 것이 매우 중요합니다.

기타 평가 요구 사항은 다음과 같습니다.

● 좋은 단계 커버리지

● 높은 종횡비 격차 (적합성)를 채우는 능력

● 우수한 두께 균일성

● 순도와 밀도

● 낮은 필름 응력으로 구조적 완성도가 높음

● 좋은 전기적 특성

● 기재 소재와의 접착력 우수