2004年05月17日

LPCVD

前回の予告通り、今回はLPCVDの話をする。

前回少し触れたが、このプロセスはLow Pressureで処理をする。半導体のプロセスの中には、真空状態にして処理をするものが多く、ドライエッチやインプラなどのエンジニアは真空ポンプのことも非常に詳しい。

ただLPCVDに関しては真空まではいかない程度で、プロセスする。だいたい10〜1000Pa(パスカル)程度の圧力だったと思う。Torrでいうと0.1〜10Torrかな?

一般的にはLPCVDはNitride膜(SiN)とPoly Si(ポリシリコン)膜をつけるのに使う。ポリシリコンは日本語で言えば多結晶シリコンのことで、以前も触れたがゲート電極などに使う。他にも場合によってはCVD酸化膜などにも使うかもしれない。

SiNを作るナイトライドLPCVDは反応ガスとして、SiH2Cl2(ジクロルシラン)とNH3(アンモニア)を使う。HClガスも少し使ったかな?そして、反応温度はだいたい750℃ぐらいだったと思う。

Poly Siを作るポリシリコンLPCVDは反応ガスとして、SiH4(シラン)ガスを使う。確かこのガス発火性がすごくて、むかしこのガスが漏れて半導体工場が火事になったことがあるんじゃないかな?今は配管技術とかバルブ技術とか装置技術が進んで、そのような事故はほとんど起こらない。でも、ガス探知機、警報機は半導体工場には必須で、ものすごいシステムが入っていて、何か異常があれば、おおもとのバルブが自動的にシャットダウンするようになっている。さて本題に戻って、ポリシリコンのプロセス温度はだいたい650℃であり、SiNの場合よりも少し低温である。

当然これらのプロセスでは酸素が極力入り込まないように、反応ガスを流す前とか温度を昇温していくときに、N2などのガスでパージしながら処理をしている。

さっき更新したの見たら長すぎたので、ここでいったんきります。続く。
posted by ピッコロ大魔王 at 11:09| Comment(3) | TrackBack(0) | 酸化拡散 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
はじめまして。なお と申します。
某半導体メーカーの拡散チームで働いております。
現在、リンデポ炉のシート抵抗面内均一性改善,バッチ間均一性改善を図るべく、色々実験をしておりますが、なかなかうまくいきません。
ピッコロ大魔王様なら…と思い、質問させて頂きました。何か良いアドバイスがあればお教え下さい。
Posted by なお at 2004年07月12日 19:45
なお様

ピッコロは拡散の専門家ではないのでそれほど詳しくはありませんが、リンデポの比抵抗の均一性を高めるためにはやっぱり内部の気体の流れを安定させることが重要だと思います。

まあ、釈迦に説法かもしれませんが、まず排気系の掃除、石英チューブの温度勾配(熱電対の位置や状態も疑ってみるべきです)などをチェックしてみるべきでしょう。

基本的にどの程度の比抵抗をねらっているのか分かりませんが、薄い濃度であればあまり安定しないのが現実でしょう。ピッコロの経験では比抵抗か抵抗率か最後の出来上がりのTEGの抵抗値か忘れてしまいましたが、30オームぐらいのターゲットであればかなり安定してました。それに対して、50オームぐらいになるとかなりばらつきがありました。

拡散チームにいるのならご存知だと思いますが、基本的に熱処理の均一性はチューブの温度勾配、反応ガスの流れ、熱処理プロファイル(昇温、降温)でだいたい決まるわけですからその辺を当たってみるしかないでしょう。

そういう観点を含めて少し特異的に思いつくのが上に挙げた2つですね。リンの場合はベトベトと温度のばらつきが悪さをするというイメージがあります。あとは処理そのものの温度などもありますが、プロセス設計の立場からすると条件を変えるのはそう簡単ではないと思うので、現実的ではないでしょうね。

まあ、あまり詳しくはいえないでしょうが、そちらの状況が分からない状態ではこの程度のコメントが限界です。(状況が分かったところでピッコロに解決策が見つかると保障できるわけではありませんが)
Posted by ピッコロ大魔王 at 2004年07月12日 20:22
はじめまして、Masaと申します。

装置、材料メーカーで働いています。
LP-CVDで成膜したSiNはHをある程度含んでいるのでしょうか?プラズマCVDの場合は、かなり含んでいると理解しているのですが。XPS等で調べることは可能なのでしょうか?

Posted by Masa at 2005年06月09日 11:45
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