3、外延生长
（1）N2预冲洗 （2）H2预冲洗
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（3）升温（两步） （4）HCl排空、抛光 （5）H2清洗 （6）外延生长 （7）H2清洗-降低自掺杂效应 （8）降温 （9）N2清洗
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3.7.3 介质材料CVD
1、SiO2 用途：在大规模集成电路的制造技术中CVD法 SiO2的使用和氧化法SiO2互为补充。 采用下列两种反应：
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CVD的安全问题
气体 SiH4
性质
气体 性质
有毒,易燃,自燃 NH3 毒、腐蚀
SiH2Cl2 有毒,易燃,腐蚀
PH3 B2H6 AsH3 HCl
剧毒、易燃 剧毒、易燃 剧毒、易燃 毒、腐蚀
H2 无毒、易燃
O2 N2O N2 Ar
无毒、助燃 有毒、不易燃 堕性 惰性
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3.7.5 CVD反应室
CVD反应室是整个CVD设备的心脏 任何一个 CVD系统均包含一个反应室、一组气 体传输系统、排气系统及工艺控制系统
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低压LPCVD
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低压化学气相淀积 LPCVD反应器
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等离子体化学气相淀积
PECVD反应器
生化学反应，生成硅原子和化学反应副产物， 硅原子沿衬底表面迁移并结合进入晶体点阵。 –5.反应副产物分子从衬底表面解吸 –6.副产物分子由衬底表面外扩散到主气流中， 然后排出淀积区
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反应物和载气（如H2）一起被引入反应器中，而 晶片一般维持在650℃到850℃的范围。必须有足 够的砷的过蒸汽压，以防止衬底和生长层的热分 解。
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资料：扩展的PECVD制造大面积太阳能电池
基于非晶硅（a-Si:H）和微晶硅（μc-Si:H）的薄 膜太阳能电池模块日渐成为低成本、大尺度光伏 （PV）应用的最佳选择。这类模块的吉瓦级产品 需要大面积的均匀吸收层，同时也需要很高的吸 收层的沉积速度。 采用具有知识产权保护的AKT等离子体增强化学 气相沉积（PECVD）工具，可以以很高的速率沉 积非常均匀的薄膜，并且具有很高的产率和工艺 灵活性。在面积从0.43到5.7 m2的衬底上，沉积 层的均匀性控制在±10%（不包括20 mm的边缘 部分）范围内（图1），这足以证明该方法良好的 沉积均匀性。
2WF6 7SiH4 2WSi 3SiF4 14 H 2
钨： 在一些需要多层金属层的VLSL工艺中，以 LPCVD法所淀积的钨，已被大多数的半导体厂商 用在作为上下金属层的中间金属连接物。
2WF6 3Si 2W 3SiF4 WF6 3H2 W 6HF WF6 SiH4 W SiF4 2HF 3H2
SiH4 O2 400~450 SiO2 2H2 Si(OC2H5 )4 650~750 SiO2 4C2H4 2H2O
后者已TEOS为主的SiO2LPCVD，阶梯覆盖能力 甚佳，应用较广。
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2、磷硅玻璃（PSG）和硼磷硅玻璃（BPSG) 磷硅玻璃（PSG）最大的用途是作为半导体元 件的保护层。
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3.7.1 外延生长原理 1 气相外延
–外延是指在单晶衬底上生长一层新单晶的技术，新 单晶的晶向取决于件中通常采用硅的气相 外延法。其过程是：四氯化硅（SiCl4)或硅烷 （SiH4)，在加热的硅衬底表面与氢发生反应或自身 发生热分解，还原成硅，并以单晶形式沉积在硅衬 底表面。
SiCl4 2H2 Si 4HCl SiH4 Si 2H2
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2外延生长设备
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外延系统应满足如下要求：
–(1)气密性好 –(2)温度均匀且精确可控，能保证衬底均匀
地升温与降温； –(3)气流均匀分布 –(4)反应剂与掺杂计的浓度及流量精确可控 –(5)管道、阀门用不锈钢制造，并保证连接
材料 SiO2 PSG BPSG SiN4 Polysilicon WSix W
方式 AP,LP,PE AP,PE AP,PE PE LP LP LP
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CVD法的步骤：
1. 参加反应的气体的混合物被输运到沉积区 –2.反应物分子由主气流扩散到衬底的表面 –3.反应物分子吸附在衬底表面上 –4.吸附物分子间或吸附分子与气体分子间发
可靠。 –(6)要使用多个流量计使反应剂与掺杂计的
浓度及流量精确可控。 –(7)石墨基座由高纯墨制成。加热采用射频
感应加热方式。
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工艺（SiCl4)： 1、处理硅片 –2、基座的HCl腐蚀去硅程序
（1）N2预冲洗 （2）H2预冲洗 （3）升温（两步） （4）HCl排空、腐蚀 （5）H2冲洗 （6）N2冲洗
主要性能指标： PECVD极限真空度≤6.7x10-4Pa；漏率：≤10-6Pa.L/S；样 品加热盘：RT-400oC 磁控溅射室真空度≤1.0x 10-4Pa；漏率：≤10-6Pa.L/S；样 品加热盘：RT-800oC 仪器功能及附件： 直流靶+射频靶磁控溅射； 一次可以制备6个样品； 低温PECVD 仪器使用范围： 可用于制备高介电氧化物薄膜材料，同时PECVD设备具有 了低温下获取高质量薄膜。
国内方大公司的MOCVD反应装置
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高密度等离子体化学气相沉积设备
主要技术指标： 极限真空：优于101Pa； 工作气压：10-1103Pa； 衬底温度：室温400℃； 样品尺寸： Φ100mm； 主要用途：淀积介质 种类：多晶硅，氮化 硅，二氧化硅等
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多功能等离子体CVD设备 （Plasma Enhanced CVD）
SiH4 4PH3O2 SiO2 2P2O5 8H2 SiH4 7N2O2 2PH3 SiO2 2P2O5 7N2 5H2
前者用常压CVD，温度约为400°C，外观较 纯SiOSi2O得2的 低结 。果来得平滑。其玻态转变温度亦较 后者用PECVD法 硼磷硅玻璃（BPSG)就是在上述的PSG内，再加 入少量硼的一种同时含硼与磷的二氧化硅。 BPSG广泛应用于尚未进行金属沉积前的表面平 坦化介质材料。
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3、氮化硅
氮化硅的用处：场氧化掩蔽膜、钝化层
3SiH2Cl2 7NH 3 Si3N4 2NH4Cl 3HCl 6H2 SiH4 NH 3 SiNx : H 3H2
4、多晶硅CVD
SiH4 Si 2H 2
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3.7.4 金属材料CVD
硅化钨（Polycide结构）