Chemical Vapor Deposition (CVD)

  • Chemical Vapor Deposition (CVD)

    Bei dem CVD-Verfahren (CVD steht für „chemical vapor deposition“) erfolgt anders als bei der Gasphasenepitaxie eine Materialabscheidung ohne Fortsetzung der Kristallordnung des Substrats. Damit werden die polykristallinen Oxid- und Nitridschichten abgelagert.

    Der Wafer befindet sich dazu in einer Gasumgebung, die dir abzuscheidenden Elemente bindet, die dann bei den geeigneten Temperaturen abgetrennt werden und sich ablagern.

    Die Waferoberfläche weist oft mit zuvor aufgebrachten strukturierten Schichten ein Profil auf, das die Abscheidung mit über die gesamte Oberfläche homogener Schichtdicke erschwert. Mit der Konformität K eines Abscheidungsverfahrens bezeichnet man dazu das Verhältnis der abgelagerten Dicke entlang einer senkrechten Profilkante und der planaren Oberfläche:

    ds bezeichnet dabei die Dicke der Abscheidung an senkrechten, dw diejenige an waagrechten Flächen.

    Demnach erfolgt die Abscheidung über die gesamte Oberfläche gleichförmig, wenn der Parameter K den Wert eins erreicht. Für K = 0,75 hat die Ablagerung auf einer Seitenfläche nur 3/4 der Dicke auf einer waagrechten Ebene. Als ungleichmäßig bezeichnet man eine Ablagerung, falls die Schichtdicke entlang des Profils variiert (Siehe Abb. 33).

    Abb. 33: Verschiedene Beispiele von Abscheidungsresultaten mit der zugeordneten Konformität

    Eine hohe Konformität wird durch hohe Prozesstemperaturen erreicht, bei denen das abgelagerte Material auf atomarer Ebene noch sehr beweglich ist und sich die Schichtdicke somit angleichen kann.

    Die folgenden drei Typen der CVD-Technik, APCVD, LPCVD und PECVD unterscheiden sich in den Druck- und Temperaturverhältnissen. Es variieren daher die Ergebnisse bzgl. Konformität, Qualität und den realisierbaren Schichtdicken.