為了形成高密度等離子體,需要有激發(fā)混合氣體的射頻(RF)源,并直接使高密度等離子體到達(dá)硅片表面。在HDP CVD反應(yīng)腔中(見圖4.14)[1彐,JM38510/11306BCA主要是由電感耦合等離子體反應(yīng)器(ICP)來產(chǎn)生并維持高密度的等離子體。當(dāng)射頻電流通過綬圈(coil)時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)交流磁場,這個(gè)交流磁場經(jīng)由感應(yīng)耦合即產(chǎn)生隨時(shí)間變化的電場,如圖4,15所示。電感耦合型電場能加速電子并能形成離子化碰撞。由于感應(yīng)電場的方向是回旋型的,囚此電子也就 為了實(shí)現(xiàn)HDRCVD的bottom up生長,首先要給反應(yīng)腔中的高能離子定方向,所以沉積過程中在硅片上施加RF偏壓,推動高能離子脫離等離子體而直接接觸到硅片表面,同時(shí)偏壓也用來控制離子的轟擊能量,即通過控制物理轟擊控制CVD沉積中溝槽開口的大小。

   在HDP CVD反應(yīng)腔中,等離子體離子密度可達(dá)10n~1012/cm3(2~10mT)。由于如此高的等離子體密度加上硅片偏壓產(chǎn)生的方向,使HDP CVD可以填充深寬比為4:1甚至更高的間隙。

   HDP CVD可用于金屬形成前或形成后。某些金屬如NiSix或Al會對形成后的I藝溫度有一定限制,而在HDP CVD反應(yīng)腔中高密度等離子體轟擊硅片表面會導(dǎo)致很高的硅片溫度,另外,高的熱負(fù)荷會引起硅片的熱應(yīng)力。對硅片溫度的限制要求對硅片進(jìn)行降溫,在HDP CVD反應(yīng)腔中是由背面氦氣冷卻系統(tǒng)和靜電卡盤(electrc,statiC chuck)共同在硅片和卡盤之間形成一個(gè)熱傳導(dǎo)通路,從而來降低硅片和卡盤的溫度。HDP CVD的反應(yīng)包含兩種或多種氣體參與的化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)沉積的絕緣介質(zhì)摻雜與否及摻雜的種類,常見的有以下幾種:

    (1)非摻雜硅(酸鹽)玻璃(u⒈doped silicate glass,USG)

   ⒏H4+02―→USG+揮發(fā)物

    (2)氟硅(酸鹽)玻璃(flu。rosilicatc glass,FSG)

  ⒏H4+SiF4+02―→FSG+揮發(fā)物

   (3)磷硅(酸鹽)玻璃(phosphosilicate glass,PSG)

   SiH4+PH3+02―→PSG+揮發(fā)物

   HDP-CVD工藝重要參數(shù)-沉積刻蝕比

  如前所述,HDP CVD I藝最主要的應(yīng)用也是其最顯著的優(yōu)勢就是間隙填充,如何選擇.