PECVD 生成 SiO₂ 的反应方程式

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在PECVD工艺中,沉积氧化硅薄膜以SiH₄基TEOS基两种工艺路线为主。

IMD Oxide(USG)

这部分主要沉积未掺杂的SiO₂,也叫USG(Undoped Silicate Glass),常用于IMD(Inter-Metal Dielectric)。

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反应路径包括:

SiH₄ + O₂ → SiO₂

SiH₄ + N₂O → SiO₂

TEOS + O₂ → SiO₂

TEOS + N₂O → SiO₂

这些都通过 RF激发来沉积 SiO₂。

也包括:SiH₄ + O₂ → SRO,SRO又名富硅氧化物,Si:O 的原子比大于 1:2,调节 SiH₄ 与 O₂ 的比例,可以控制膜中硅的含量。

PMD Oxide

用于 PMD 层,一般掺杂磷(P)或硼(B)以调控应力和流动性。

反应路径:

SiH₄ + PH₃ + O₂ → SiO₂ + P₂O₅ + H₂

TEOS + TMP + O₂ → PSG

SiH₄ + PH₃ + B₂H₆ + O₂ → SiO₂ + P₂O₅ + B₂O₃ + H₂

TEOS + TMP + TEB + O₂ → BPSG

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TEOS,TMP,TEB分别是什么?

1,TEOS(TetraEthyl OrthoSilicate)

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中文名称:正硅酸四乙酯

分子式:Si(OC₂H₅)₄

结构特征

中心原子是硅(Si),连接四个乙氧基(OC₂H₅);

易水解,常用于硅氧化物(SiO₂)薄膜的前驱体。

2,TMP(TriMethylPhosphate)

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中文名称:三甲基磷酸酯

分子式:PO(OCH₃)₃

结构特征

中心是一个磷(P)原子,与一个双键氧(=O)和三个甲氧基(OCH₃)相连;

是一种液态有机磷化合物。

3,TEB(TriEthylBorate)

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中文名称:三乙基硼酸酯

分子式:B(OC₂H₅)₃

结构特征

中心原子是硼(B),连接三个乙氧基(OC₂H₅);

易挥发,化学活性高。

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