Le dépôt en phase vapeur par plasma à haute densité (HDPCVD) est une technique sophistiquée de dépôt chimique en phase vapeur utilisée principalement dans l'industrie des semi-conducteurs. Elle est particulièrement efficace pour déposer des films diélectriques de haute qualité. Ce procédé est essentiel pour combler les lacunes microscopiques dans les dispositifs à semi-conducteurs, telles que celles requises pour l'isolation des tranchées peu profondes (STI) et les intercalaires diélectriques pour les technologies avancées telles que 180 nm, 130 nm et 90 nm. Le procédé devrait également être applicable à des technologies encore plus petites telles que 65 nm et 45 nm.
5 étapes clés à comprendre
1. Préparation du substrat semi-conducteur
Le substrat est préparé puis placé dans une chambre de traitement.
2. Génération d'un plasma à haute densité
De l'oxygène et un gaz source de silicium sont introduits dans la chambre pour générer un plasma à haute densité et déposer une couche d'oxyde de silicium sur le substrat. Pour ce faire, on injecte de l'oxygène et un gaz de gravure sans xénon.
3. Injection de gaz secondaires et tertiaires
Après la génération initiale du plasma, des gaz secondaires (dont l'hélium) et tertiaires (dont l'oxygène, l'hydrogène et le gaz source de silicium) sont injectés séquentiellement pour améliorer la densité du plasma et la qualité du dépôt.
4. Chauffage et application de la puissance de polarisation
Le substrat est chauffé à une température comprise entre 550 et 700 degrés Celsius. Une puissance de polarisation externe est appliquée, allant généralement de 800 à 4000 watts, pour contrôler l'énergie des ions et assurer un dépôt efficace.
5. Avantages de la HDPCVD
Le procédé HDPCVD utilise une source de plasma à couplage inductif (ICP), qui permet d'obtenir une densité de plasma plus élevée et une meilleure qualité de film à des températures plus basses par rapport au procédé traditionnel de dépôt en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). Cette caractéristique améliore considérablement la capacité à remplir les tranchées ou les trous, ce qui est crucial pour les processus de microfabrication. Le système HDPCVD peut également être converti en système de gravure ionique réactive par plasma à couplage inductif (ICP-RIE) pour la gravure par plasma, ce qui offre flexibilité et rentabilité dans un encombrement limité.
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