Le processus de dépôt de silicium implique l'application de fines couches de silicium sur des substrats tels que le silicium ou le verre par des méthodes physiques ou chimiques. Les principales techniques utilisées sont le dépôt physique en phase vapeur (PVD) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD). L'épaisseur de ces couches peut varier de quelques nanomètres à plusieurs micromètres.
Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour le dépôt de silicium :
Le dépôt en phase vapeur est une méthode largement utilisée pour déposer des couches de silicium. Elle implique la pyrolyse ou la décomposition thermique du silane (SiH4), ce qui entraîne le dépôt de silicium solide sur le substrat avec de l'hydrogène comme gaz d'échappement. Ce processus est généralement réalisé dans un four de dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD) à parois chaudes. Les ingénieurs diluent souvent le silane avec un gaz porteur d'hydrogène pour empêcher la décomposition du silane en phase gazeuse, qui pourrait entraîner une rugosité du film due à la chute de particules de silicium sur le film en cours de croissance.Dépôt de polysilicium :
Le polysilicium, qui a une résistivité plus élevée que le silicium monocristallin au même niveau de dopage, est formé par ce procédé. La résistivité plus élevée est due à la ségrégation des dopants le long des joints de grains, ce qui réduit le nombre d'atomes de dopants dans les grains, et aux défauts dans ces joints qui diminuent la mobilité des porteurs. Les joints de grains contiennent également de nombreuses liaisons pendantes qui peuvent piéger les porteurs libres.
Réactions alternatives pour le dépôt de nitrure de silicium (SiNH) :
Dans le plasma, le nitrure de silicium peut être déposé en utilisant deux réactions impliquant du silane (SiH4) et de l'azote (N2) ou de l'ammoniac (NH3). Ces films ont une contrainte de traction plus faible mais présentent de moins bonnes propriétés électriques en termes de résistivité et de rigidité diélectrique.Dépôt de métaux en CVD :
Le dépôt en phase vapeur est également utilisé pour déposer des métaux tels que le tungstène, l'aluminium et le cuivre, qui sont essentiels pour former des contacts conducteurs et des fiches dans les dispositifs semi-conducteurs. Le dépôt de tungstène, par exemple, peut être réalisé à l'aide d'hexafluorure de tungstène (WF6) par différentes réactions. D'autres métaux comme le molybdène, le tantale, le titane et le nickel sont également déposés par CVD et forment souvent des siliciures utiles lorsqu'ils sont déposés sur du silicium.
Dépôt de dioxyde de silicium :
