In die aufgeheizte Reaktionskammer werden die gasförmigen Ausgangsstoffe zeitgleich eingeleitet. Das sich bildende Reaktionsprodukt scheidet sich auf dem Substrat ab.
Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD, engl. chemical vapour deposition) unterscheidet sich von der Atomlagenabscheidung durch das gleichzeitige Einleiten der Ausgangsstoffe in die Reaktionskammer. Dadurch werden deutlich höhere Abscheideraten erzielt. Durch die Kombination mit einem Plasma (PE-CVD, plasma enhanced CVD) bleibt die Abscheidetemperatur gering (50-300°C) und es können auch thermisch sensible Substrate wie beispielsweise Polymere beschichtet werden. Die Schichtabscheidung ist durch das gerichtete Plasma nicht so konformal (gleichmäßig über die gesamte Topografie der Oberfläche) wie bei der ALD, auch die Kantenbedeckung ist wie bei Sputterprozessen limitiert. Etablierte Prozesse sind SiO2 und Si3N4 Schichten sowie polykristallines Silcium (auch dotiert).
LP-CVD-Öfen
In Horizontalöfen können Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinidrid und polykristallines Silicium abgeschieden werden.
Low Pressure Chemical Vapor Deposition: Hier werden in die Ofenkammer unter vermindertem Druck die Reaktionsgase eingeleitet, reagieren miteinander und die gewünschten Schichten werden auf den Wafern abgeschieden.
Die SPS-gesteuerten Horizontalöfen der Fa. ATV Technologie mit zylindrischen Quarzglasprozesskammern eignen sich für Waferdurchmeser von maximal 200 mm.
- ein LP-CVD-Ofen für Polysilicium-Abscheidung mit möglicher in-situ P-Dotierung (Phosphin)
- ein LP-CVD-Ofen für Siliziumnitrid- und Siliciumoxinitrid-Abscheidung (Reaktionsgase: Dichlorsilan, Ammoniak, Lachgas)
Plasmaunterstützte CVD
Die Anlage ist Teil eines Abscheideclusters und ermöglicht die Abscheidung von Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und polkristallinem Silicium (auch mit Dotierung). Durch Plasmaunterstützung kann bei relativ moderaten Temperaturen gearbeitet werden.
Für plasmaunterstützte Abscheidprozesse nutzen wir eine Anlage der Firma Sentech. Sie verfügt über je ein Modul zur plasmaunterstützten Atomlagenabscheidung (PE-ALD), plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PE-CVD (plasma enthanced chemical vapor deposition)) und in nächster Zeit auch zur plasmaunterstützten Atomlagenätzung (PE-ALE (atomic layer etching)). Ein Vorteil des Clusters ist die Möglichkeit, Proben in verschiedenen Modulen nacheinander zu prozessierten, ohne sie zwischenzeitlich aus dem Hochvakuum auszuschleusen. Damit sind zusätzlich sehr präzise Ätzschritte vor, zwischen oder nach der Abscheidung durchführbar.
- Abscheidetemperaturen: bis 500°C
- Plasmaleistung: bis zu 1200 W ICP und 500 W RF
- Reaktionsgase: O2, NH3, N2, H2, SiH4, CF4, Ar, He, PH3, B2H6, SiH2Cl2
- Wafer-Durchmesser bis 150 mm
- In-situ Metrologie: Laserellipsometrie (RTM), Interferometer
Der Realtime-Monitor (RTM) ist ein Ellipsometer, mit dem die Abscheidung in situ überwacht werden kann.