高密度等离子体化学气相淀积(HDP CVD)工艺

随着半导体技术的飞速发展，单个芯片上所能承载的晶体管数量以惊人的速度增长，与此同时，半导体制造商们出于节约成本的需要迫切地希望单个晶圆上能够容纳更多的芯片。这种趋势推动了半导体器件特征尺寸的显著减小，相应地也对芯片制造工艺提出了更高的要求，其中一个具有挑战性的难题就是绝缘介质在各个薄膜层之间均匀无孔的填充，以提供充分有效的隔离保护，包括浅槽隔离（Shallow—Trench—Isolation），金属前绝缘层（Pre—Met—al—Dielectric），金属层间绝缘层（Inter—Metal—Dielec—tric）等等。本文所介绍的高密度等离子体化学气相淀积（HDPCVD）工艺自20世纪90年代中期开始被先进的芯片工厂采用以来，以其卓越的填孔能力、稳定的淀积质量、可靠的电学特性等诸多优点而迅速成为0．25微米以下先进工艺的主流。图1所示即为在超大规模集成电路中HDPCVD工艺的典型应用。

微波等离子体化学气相淀积纳米级 ZrO_2薄膜

以β-二酮螯合物 Zr(DPM)_4为挥发性源,利用微波等离子体化学气相淀积方法成功地在低温(<300℃)下合成了 ZrO_2薄膜,SEM 观测表明薄膜形貌呈细粒结构,其晶粒尺寸为纳米量级.XRD指出,淀积物中除单斜相 ZrO_2外,还存在亚稳态的四方相.XPS 测量了 Zr3d 的电子结合能,发现较之标准 ZrO_2样品低约0.5eV,XPS 定量分析显示薄膜中含有一定量的 C 及过量的 O(?)对其原因以及在不同的淀积条件、薄膜的形成机制等进行了讨论.

微波等离子体化学气相淀积法生长取向性纳米氮化铝薄膜

采用微波等离子体增强的化学气相淀积法，在Si（111）衬底上生长了（002）择优取向良好的AIN纳米薄膜研究淀积参数对膜的形貌、物相结构和生长速率的影响，发现在一定条件下。

高频等离子体化学气相淀积法制备TiO_2超细粒子

利用ＴｉＣｌ＿４＋Ｏ＿２体系，在高频等离子体化学气相淀积反应器中合成了纯度高、粒度细的ＴｉＯ＿２粒子。考察了工艺条件对ＴｉＯ＿２粒子物性的影响；探讨了ＴｉＯ＿２粒子晶型控制的方法。金红石型质量分数可通过工艺条件控制，减少ＴｉＯ＿２单体浓度可提高金红石型质量分数；也可通过在原料ＴｉＣｌ＿４中添加ＡｌＣｌ＿３等晶型转化剂，使产品转化为单一金红石型ＴｉＯ＿２。

等离子体化学气相淀积TiO_2薄膜材料

本文报导了以钛酸丁酯((C_4H_9O)_4Ti)为反应源物质,采用等离子体化学气相淀积(P-CVD)技术,在不同衬底上淀积出性能良好的TiO_2薄膜材料,并对其结构和气敏特性进行了初步研究。

等离子增强型化学气相淀积氮化硅的淀积

等离子增强型化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）氮化硅是目前器件唯一能在合金化之后低温生长的氮化硅．本文研究了各种波积参数对薄膜性能的影响，提出了淀积优质氮化硅钝化膜的条件，对折射率随生长速率而变化给出了新的解释．

等离子体增强化学气相淀积a-SiCOF薄膜的稳定性研究

以正硅酸乙酯 (TEOS) /C4 F8/Ar为气源 ,采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备了低介电常数a SiCOF介质薄膜 ,并借助X射线光电子能谱 (XPS)和傅立叶变换红外光谱 (FTIR)对薄膜的化学键结构、热稳定性和抗吸水性进行了研究。

等离子增强化学气相淀积硅化钛薄膜的特性

本文以四氯化钛（ＴｉＣｌ４）和硅烷（ＳｉＨ４）为源物质，采用等离子增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）工艺结合常规热退火制备了优良的ＴｉＳｉ２薄膜．研究了淀积和退火条件对薄膜性质的影响．用四探针检测了退火前后薄膜的薄层电阻，用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）和Ｘ射线衍射分析了薄膜的化学组成和晶体结构．

高密度等离子体淀积工艺对颗粒度的影响

高密度等离子体(High Density Plasma,HDP)淀积工艺具有卓越的沟槽填充性能,广泛应用于深亚微米及更先进的集成电路制造的关键工艺环节.由于其淀积与溅射相结合的工艺特点,HDP中颗粒水平直接影响器件量产的良率与可靠性,是HDP工艺中的最大问题.针对集成电路量产工艺中频繁出现的HDP颗粒问题,通过分析HDP淀积颗粒成分,发现其中含有非反应气体成分氟(F)和铝(Al).利用等离子体中的氧离子修复工艺设备的腔室穹顶,降低由于预淀积薄膜黏附不足而造成剥离性颗粒;研发出氧气(O_2)钝化工艺,应用于硅片淀积间隙的腔室原位清洗工艺;通过实验设计,分析和优化O_2钝化的具体工艺条件.研究表明,将优化后的带有O_2钝化的原位清洗工艺方案应用于集成电路实际量产制造,HDP工艺的颗粒水平整体降低50%.

等离子体化学气相淀积法(PCVD)生长氧传感器薄膜材料

稳定化 ZrO2是目前已实用化的氧离子导体材料。由于工业过程自化的要求,传性感器的小型化、集成化、智能化已成为当前发展的趋势,各种薄膜型氧传感器元件的研制开始活跃起来[1]。在众多的薄膜工艺中,PCVD 法优点突出,控制方便,尤其低压等离子体在低温所具有的高内能和活化能（其电子温度104～105K）。

永磁电子回旋共振等离子体化学气相沉积系统

研制了一台永磁ECR等离子体化学气相沉积系统。通过同轴开口电介质空腔产生表面波 ,利用高磁能积Nd Fe B磁钢块的合理分布形成高强磁场 ,通过共振磁场区域内的电子回旋共振效应产生大面积均匀的高密度等离子体。进行了ECR等离子体化学气相沉积氧化硅和氮化硅薄膜工艺的研究。6英寸片内膜厚均匀性优于 95 % ,沉积速率高于 10 0nm/min ,FTIR光谱分析表明薄膜中H含量很低。

聚焦离子束诱发金属有机化学气相淀积碳-铂薄膜

通过一系列实验 ,对聚焦离子束诱发 MOCVD的成膜机理进行了研究 ,给出了淀积速率同离子束流等参数之间关系的理论模型 .发现随着离子束流的增大 ,薄膜淀积速率增大 ,但并非完全线性增加 ,薄膜中的 C/ Pt比例也随之变化 ,薄膜电阻率则随之降低 ,最后趋向恒定 .

射频等离子体辅助化学气相沉积Ti-B-N薄膜的结构与性能

研究了射频等离子体辅助化学气相沉积获得的Ti B N薄膜的微观组织结构和力学性能。结果表明 :B的加入使Ti B N薄膜中出现TiN纳米晶、BN非晶和TiB2 非晶 (nc TiN/a BN/a TiB2 )的复相结构。Ti B N薄膜组织致密 ,晶粒细小 ,薄膜硬度显著提高。用球盘式磨损实验考察了薄膜的摩擦学特性。与TiN相比 ,Ti B N薄膜抗磨损性能有显著提高 ,磨损机制为微观切削与疲劳磨损共同作用 。

先进的等离子增强化学汽相淀积系统

随着集成电路的制造向着高可靠和微细化方向发展，能低温生长优质薄膜的等离子增强化学汽相淀积（ＰＥＣＶＤ）工艺越来越受到重视。它不仅能满足硅集成电路亚微米级线宽工艺的要求，而且能满足其它电子产品薄膜淀积的要求。本文着重介绍国外一些先进的ＰＥＣＶＤ装置系统。

光化学气相淀积SiGe/Si材料的机制分析

本文对光化学气相淀积 Si Ge/Si过程中气相反应机制和表面反应历程进行了分析和讨论 .利用表面反应动力学的有关理论 ,结合光化学气相淀积的特点 ,推导出光化学气相淀积Si Ge/Si过程中的生长速率和生长压力的关系 .并给出该理论结果和实际实验结果的比较 .

化学气相淀积技术合成AIN超细粉末

在700～1000℃下,用无水AlCl_3和NH_3的化学气相淀积反应合成得到了AlN超细粉末,并研究了反应温度、总流量、AlCl_3浓度等对AlN粉末理化性质的影响。结果表明:(1)粉末的形态受反应温度和[NH_3]/[AlCl_3]的影响;⌒2)粉末的粒度与分布宽度随反应温度的增加、总流量的增加以及AlCl_3浓度的减小而减小;(3)产物AlN粉末中晶态AlN的含量随反应温度的升高而增加;(4)产物A1N中副产物NH_4Cl可经600℃热处理除去;(5)非晶态AlN在1450℃下可转变为晶态AlN,其粒径小于250nm,几何标准方差GSD小于1.3,氮含量大于33.5％,氧含量小于1％,氯含量小于0.1％,阳离子杂质含量小于1.5×10^(-2)％。

化学气相淀积反应器中超细粒子的形态控制 Ⅰ.TiO_2超细粒子的制备

利用Ti(OC)4H_9)4高温气相裂解反应合成了TiO_2超细粒子粉末,确立了无定形、锐钛、金红石三种形式的TiO_2粒子合成工艺条件。对淀积物进行了XRD、BET、TEM和激光光散射分析,系统地研究了反应温度、反应物初始浓度和停留时间对产物形态、晶体组成的影响。

化学气相淀积反应器内TiCl_4氧化反应动力学

采用原位红外测试技术,在线观测了化学气相淀积反应器内TiCl4的均相氧化反应。捕获了两种重要活性中间体TiCl3和TiOCl2,从而导出该反应的机理模型。并采用尾气红外定量分析方法得到了TiCl4氧化反应的动力学方程及反应活化能。反应活化能:66.8 kJ/mol,指前因子:2.45×102/s。

TiCl_4-O_2-H_2O体系化学气相淀积TiO_2超细粒子

研究了反应参数对TiO_2超细粒子化学成分、平均粒径、粒径分布、粒子形貌和结构等的影响规律。结果表明:粒径随着TiCl_4分压的降低、氧气分压和反应温度的升高而减小;随着水分压的变化,粒径存在一最小值。合成的TiO_2粒子呈锐钛型,经950℃热处理后转变为金红石。

化学气相淀积制备Si_3N_4超细粉末

本文研究了ＳｉＣｌ４－ＮＨ３－Ｎ２－Ｈ２系统平衡热力学，确定了Ｓｉ３Ｎ４合成的最佳热力学条件．采用电阻炉化学气相淀积法制备了Ｓｉ３Ｎ４超细粉末，并考察了工艺条件对颗粒形貌的影响．