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7/25/2019 cap5_deposicao_oxidos_nitretos_cvd.ppt
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Captulo 5 - Deposio de xidose Nitretos CVD
Ioshiaki DoiFEEC/UNICAMP
Deposio de SiO2e Si3N
4
IE726 Processos de Filmes Finos
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1. Isolao entre multinveis de metal
2. Mscara contra difuso ou I/I
3. Dieltrico de porta
4. umentar o !"ido de campo
#. $onte de %etterin%
&. $onte de dopantes
'. (assivao final do dispositivo
)Deposio de xido deDeposio de xido de
SilcioSilcio Aplicaes
Deposio de SiO2e Si3N
4
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)Propriedades doPropriedades doSiOSiO22 alta rigidez mecnica;
oa ades!o com as camadas em "#e s!o de$ositadas; alta resist%ncia el&trica; alta tens!o de r#$t#ra el&trica; im$ermeailidade ' #midade e metais alkalinos;
alta estailidade "#(mica e t&rmica)
Deposio de SiO2e Si3N
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a! Deposies em "ai#as $empera$%ras &3''(4)'
*!
Si+4, O2 &,N2! SiO2, 2+2
reatores APC*D+ ,PC*D e PEC*D
-antagem. aia tem$erat#ra
des-antagem. coert#ra de degra# $ore
adi0!o de P12$rod#z #m 34s3orosilicato 5P678 e9:1#m orosilicato 59678
o 4ido $rod#zido a aia tem$erat#ra a$resenta #ma
densidade menor "#e o 4ido t&rmico
)Mtodos de DeposioMtodos de Deposio
Deposio de SiO2e Si3N
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) PECVD, T !""PECVD, T !""
C,C,com decomposio de *+,-com decomposio de *+,-
Si&O*2+)!4 SiO2, s%"(prod%$os da reao
PE*-D. 2''(4'' *+rea0!o de silana com 4ido nitroso etetracloreto de sil(cio com oig%nio.
Si+4, 2N2O SiO2, 2N2, 2+2
Si*l4, O2SiO2, 2*l2
Incor$ora0!o de 1 5
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reatores,PC*D$ela decom$osi0!o de tetraetil=ortosilicato 5EB68
Si&O*2+)!4 SiO2, s%"(prod%$os da reao
-an$a/ens#ni3ormidade ecelente+ coert#ra de degra#
con3orme+ oas $ro$riedades do 3ilme) Des0an$a/ensalta tem$erat#ra+ 3onte l("#ida+ di3(cil
controle
0 Deposio em temperatura mdia0 Deposio em temperatura mdia &6)'(7)'
*!
Deposio de SiO2e Si3N
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reatores ,PC*D+rea0!o de diclorosilana com4ido nitroso)
Si+2*l2, 2N2O
SiO2, 2N2, 2+*l
-an$a/em#ni3ormidade e coert#ra de degra# ecelente
E@ do 6iB:t&rmico)
Des0an$a/em= alta tem$erat#ra
= 4ido cont&m 1Cl $ode reagirc/6i=$oli+ ca#sar rachad#ra do
3ilme)
c0 Deposio em temperaturas altasc0 Deposio em temperaturas altas & 1''*!
Deposio de SiO2e Si3N4
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Do$agem com F4s3oro 5P8 P67
Dopa/em P+3. As+3. 2+6e o%$ros
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Dopa#e$ co$ %oro &%' - %S(
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)Dopa#e$ co$ %oro e )*s+oro - %PS(Dopa#e$ co$ %oro e )*s+oro - %PS(
mesmas 3ontes de do$antes anteriores
concentra0Hes. 9P67 t($ico cont&m= t? de P e 9mant&m $ro$riedades do P67 5stress
e E@8
@e3lo do 9P67 . J> = G>C
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)oncentrao de Dopantes alores *picosoncentrao de Dopantes alores *picos
a8 = como 3onte de do$antes. a
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)eflo5eflo5
Flo de$ende de.
a8 tem$o de recozimento;
8 tem$erat#ra de recozimento;c8 taa de a"#ecimento;
d8 concentra0!o de P; e
e8 amiente de recozimento 5-a$or& melhor8
'' 5$P 22 5$P
46 5$P 72 5$P
SE de amos$ra reco8idaem 0apor a 99''*. 2' min
O#anto maior a concentra0!o
de P+ melhor o re3lo) Menor o ng#lo de re3lo+ +
melhor a $lanariza0!o das#$er3(cie)
@e3lo & melhor em amientede -a$or e alta tem$erat#ra)
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)Coertura e$ De#rau StepCoertura e$ De#rau Step
Co.era#eCo.era#e
S$ep co0era/e mede a hailidade de de$ositar3ilmes sore $aredes laterais e no 3#ndo de #matrincheira $ro3#nda o# -ias)
A 3ig#ra acima de3ine os $armetros da coert#raem degra# e a con3ormalidade)
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B ng#lo de incid%ncia e amoilidade s#$er3icial do
$erc#rsor determina a coert#raem degra#)
A 9
C
ng#lo maior 598+ maior "#antidade de tomos e
mol&c#las $erc#rsores) 6e reagir imediatamente+ sem migra0!o s#$er3ical+
canto 9+ /8 mais de$osi0!o "#e A eem C+ metade 5G>/8 da de$osi0!o de A)
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)Exe$plos de Step Co.era#eExe$plos de Step Co.era#e
a8 Coert#ra $ore de-ido a$o#ca o# nenh#ma moilidadedo material de$ositado sore as#$er3(cie)
8 Coert#ra melhor mas $aredes
laterais 3inas e mais de$osi0!onos cantos)
c8 Il#stra o $rocesso de ecelentecoert#ra em degra#)
@ela0!o da ste$ co-erage com
$ress!o e moilidade s#$er3icial
Alta moilidade s#$er3icaldo $erc#rsor+ melhorcoert#ra em degra# emelhor con3ormalidade)
o% PE*-D
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))or$ao de %uraco)or$ao de %uraco
@egi!o de maior de$osi0!o $rod#zsali%ncias "#e com o a#mento daess$es#ra do 3ilme+ 3echa o ga$
3ormando o #raco) Bs #racos cont&m gases selados e
$odem di3#ndir $ara os CIs e $odemca#sar $rolemas em $rocessos$osteriores o# d#rante a o$era0!o do
chi$ em #m sistema eletrnico)
@e"#er dos $rocessos C*D o $reenchimentodo ga$ li-re de #racos $ara asseg#ra a
con3iailidade dos chi$s de CIs)
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passi0ao de disposi$i0os
m:scara para o#idaes sele$i0as &;O*OS!
diel%so de s@dio e am"ien$e
m:scara con$ra II e e$cBin/
) Deposio de Nitretos deDeposio de Nitretos de
Silcio &SiSilcio &Si//NN!!''Aplicaes
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)Co$parao SiCo$parao Si//NN!!.ersus SiO.ersus SiO22
alto om $ara ca$acitor;
melhor arreira contra di3#s!o om $araenca$s#lamento)
"! SiO2
aio om $ara isolanteentre n(-eis de metaliza0!o)
a! Si3N4
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)01todos de Deposio01todos de Deposio
a8 @eatores APC*D+ Q J>> a G>> C
8 @eatores ,PC*D+ Q J>> a K>> C
3Si+4, 4N+3Si3N4, 92+2
3Si*l2+2, 4N+3Si3N4, 6+*l , 6+2
Fal$a de N+3>ilme rico em Si
%sar N+3em e#cesso
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c! Por rea$ores PE*-D. C 2'' a 4'' *
3Si+4, N+3&o% N2! Si#N+8, #+2
@e"#er N12em ecesso+ $ois n!o
decom$He ra$idamente como a silana
aa de De$osi0!o . > >> R/min)
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) Caractersticas do Processo eCaractersticas do Processo edos +il$es PECVDdos +il$es PECVD
o 3ilme n!o & este"#iom&trico com 6i/N >)K
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*antagem .tem$erat#ra aia
Des-antagens .
Controle de com$osi0!o $ore 53ilmen!o este"#iom&trico8
,iga0Hes n!o #ni3ormes no 3ilme;
Incor$ora0!o de tomos n!o deseTados)Pro$riedades el&tricas+ mecnicas e
"#(micas -ari-eis)
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)Pi3oles 4Pi3oles 4 & #m de3eito com#m)
= s!o 3#ros com diametro L < m) origem.$art(c#las $resentes na s#$er3(cie;
= $art(c#las geradas d#rante a de$osi0!o) contagem .3azer re-ela0!o $or sol#0!o "#e ataca
o s#strato e n!o o 3ilme)
Par?me$ros do processo
( Presso
( $empera$%ra
( >re%Gncia e po$Gncia do HF
( >l%#os de /ases
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)Caractersticas4Caractersticas4)ta"a de deposio6
)este7uiometria6
)incorporao de 8 9:06
)impure;as6
)densidade6
)stress.
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) Nitreto PECVD diceNitreto PECVD dicede 6e+rao x Taxade 6e+rao x TaxaSi7Si7!!8N8N22
DeseTa=se n Q :)>
a#a de deposio #a#a de deposio #
Po$Gncia HFPo$Gncia HF
D@ a#menta com $ot%ncia @F
D@ a#menta com concentra0!o
de 6i1
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) Nitreto PECVD TaxaNitreto PECVD Taxade Deposio e dicede Deposio e dicede 6e+rao x Pressode 6e+rao x Presso
Ni$re$o PE*-D a#a deDeposio e ndice deHe>rao # empera$%ra
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) aracterstica do filme de nitreto em funo daaracterstica do filme de nitreto em funo da
concentrao de
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) Caracterstica do +il$e deCaracterstica do +il$e deitreto e$ +uo daitreto e$ +uo date$peratura de deposiote$peratura de deposio
Ponto $ara Q J>>C+corres$onde a C*Dt&rmico sem $lasma)
Densidade a#menta com ;?1 dimin#i com a#mento de )
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a$erial Hea/en$es >=>>2>>=>>
2>>=>>2>>=>>
P67P67
9P679P67
Ni$re$o de Sil=cio 6i1X N1
2
6iCl:1
:X N1
2
6i1
X N12
6i1X N
:
,PC*D,PC*DPEC*D
PEC*D
J>>=G>>>=J>:>>=2>
:>>=2>5
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)efer=nciasefer=ncias
)
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