24.5选择性cVD( elective CVD) 对区域选择性CVD(area- selective cvd)研究最多的是 种金属或者半导体(例如S)作为生长表面,而SO2作为 非生长表面。 对于在非生长表面形成新相的选择性起因可以是动力学限 制或者热力学限制。 由于形核和选择性受表面层物质性质的影响极大,如果要 了解选择性沉积层的成因,在沉积之前应仔细控制表面性能 和对表面作出表征。 ·通常,沉积表面会有不同的功能团,最常见的包括-OH 和MO-MM是金属或者半导体si
2.4.5 选择性CVD (selective CVD) • 对区域选择性CVD（area-selective CVD）研究最多的是 一种金属或者半导体（例如Si）作为生长表面，而SiO2作为 非生长表面。 • 对于在非生长表面形成新相的选择性起因可以是动力学限 制或者热力学限制。 • 由于形核和选择性受表面层物质性质的影响极大，如果要 了解选择性沉积层的成因，在沉积之前应仔细控制表面性能 和对表面作出表征。 • 通常，沉积表面会有不同的功能团，最常见的包括 －OH 和M-O-M.M是金属或者半导体Si
选择性CVD的机理( Mechanism of selective CVD 根据在非生长表面上抑制前驱体的吸附和反应或 渚促进在生长表面上前驱体的反应,选 逢韩段许多机理,这机理可以分成六组,前五种由化学形核引起,第六种由物 1、前驱体在非生长表面上的内在反应速率比其在初始生长表面和生长膜上的反应速率慢 2、生长表面(即,S作为一种还原剂而目是选择性的,被_种前驱体例如WFOr MoF6)牺牲性地消耗,而非生长表面提亻 3、在生长表面即某一种金属 而不是在邻近非生长表面上(siO2 or metal oxide)发 生一种化学反应,例如 种反应物(一种还原剂,H2)的分解。 4、通过辐射(常常上光化学驱动反应)增加生长表面上的速率,而非辐射的非生长表面提 供一种慢的热驱动反应. 长囊性钝化在生长表面上阻止前体的附和反应,而吸和反应易于 6、反应在生长和非生长表面上都进行,但是坏载小的降得允许物理吸断发之公非生长表面 个自由能障碍,从而抑制 上的形核,而在起始的生长表面上存在
选择性CVD的机理(Mechanism of selective CVD) 根据在非生长表面上抑制前驱体的吸附和反应或者促进在生长表面上前驱体的反应，选 择性沉积有许多机理。这些机理可以分成六组，前五种由化学形核引起，第六种由物 理形核引起。 1、前驱体在非生长表面上的内在反应速率比其在初始生长表面和生长膜上的反应速率慢； 2、生长表面（即，Si）作为一种还原剂而且是选择性的，被一种前驱体（例如WF6 or MoF6）牺牲性地消耗，而非生长表面提供一种较慢的反应速率，因为没有还原剂存在。 3、在生长表面(即某一种金属)上，而不是在邻近非生长表面上（SiO2 or metal oxide）发 生一种化学反应，例如，某一种反应物（一种还原剂，H2）的分解。 4、通过辐射（常常上光化学驱动反应）增加生长表面上的速率，而非辐射的非生长表面提 供一种慢的热驱动反应。 5、非生长表面的选择性钝化在非生长表面上阻止前驱体的吸附和反应，而吸附和反应易于 在生长表面上发生。 6、反应在生长和非生长表面上都进行，但是存在一个自由能障碍，从而抑制在非生长表面 上的形核，而在起始的生长表面上存在一个较小的障碍允许物理吸附发生
EX. 1 Tungsten metallization(CVD of W) Application of tungsten films wear and corrosion protection conducting layer and diffusion barrier in electronic devices:集成电路 上的线通路、开关,用作晶体管的源极、流极和门极的金属化,以 及欧姆触头和内连接。触点用于连接硅表面和第一层金属上的装置的 连接。通路用于连接接下来的金属层。钨在导电性、力学和化学性能 生很多优点。 excellent resistance toward electromigration(高的电流密度下金属 原子沿着晶粒边界移动) low thermal expansion coefficient a good match to that of silicon and forms a stable interface with SIlIcon Low resistivity(about 5.6 u Q. cm) to replace high-resistivity doped polycrystalline silicon (about 500 uQ. cm) 第一层内连接上,触点是在金属与硅、多聚硅或者砷化镓之间
Ex. 1 Tungsten metallization (CVD of W) Application of tungsten films: • wear and corrosion protection • conducting layer and diffusion barrier in electronic devices: 集成电路 上的线、通路、开关，用作晶体管的源极、流极和门极的金属化，以 及欧姆触头和内连接。触点用于连接硅表面和第一层金属上的装置的 连接。通路用于连接接下来的金属层。钨在导电性、力学和化学性能 上有很多优点。 • excellent resistance toward electromigration（高的电流密度下金属 原子沿着晶粒边界移动） • low thermal expansion coefficient a good match to that of silicon and forms a stable interface with silicon • Low resistivity (about 5.6 μΩ.cm) to replace high-resistivity doped polycrystalline silicon (about 500 μΩ.cm) 第一层内连接上，触点是在金属与硅、多聚硅或者砷化镓之间
钨的CVD一般是由MF6在被硅选择性地还原 后再由硅烷和氢气进行还原得到的。 在S/A之间,钨可以作为非常好的隔离层材 料,因为铝在500度下不会与钨发生反应, 硅钨界面只有在更高的温度下才会形成。 因此在内连接领域,钨已经在某些关键的 地方取代了铝。但是,由于它的电阻比铝 大,因此对于长距离的连接,还不能取代
钨的CVD一般是由WF6在被硅选择性地还原 后再由硅烷和氢气进行还原得到的。 在Si/Al之间，钨可以作为非常好的隔离层材 料，因为铝在500度下不会与钨发生反应， 硅钨界面只有在更高的温度下才会形成。 因此在内连接领域，钨已经在某些关键的 地方取代了铝。但是，由于它的电阻比铝 大，因此对于长距离的连接，还不能取代 铝
随着特征尺寸的变小,PVD技术逐渐变得不 适用了。除非是在较高的温度下沉积,否 则其电阻率比体材料高出太多,另外常见 的保形性差的问题成为严重的缺陷。由于 PVD是视线性技术,因此不能保证在亚微 米结构上沉积薄膜而不留空洞。 化学气相沉积技术有非常好的保形性,可以 很容易地在集成电路上填充小的触点孔
随着特征尺寸的变小， PVD 技术逐渐变得不 适用了。除非是在较高的温度下沉积，否 则其电阻率比体材料高出太多，另外常见 的保形性差的问题成为严重的缺陷。由于 PVD是视线性技术，因此不能保证在亚微 米结构上沉积薄膜而不留空洞。 化学气相沉积技术有非常好的保形性，可以 很容易地在集成电路上填充小的触点孔