CVDとPVDの違い：薄膜の成膜方法を比較
どちらもウェハ上に薄膜を作る方法です。化学気相成長(CVD)では、ガスがウェハの表面で反応して膜になります。物理気相成長(PVD)の代表であるスパッタリングでは、固体のターゲットから原子をたたき出し、化学反応なしにウェハに付着させます。絶縁膜や、深い構造をむらなく覆う場合はCVDが、金属の膜ではPVDが、一般的に選ばれます。
| 項目 | CVD | PVD(スパッタリング) |
|---|---|---|
| 原理 | 原料のガスが、加熱された、またはプラズマで活性化されたウェハ表面で化学反応する | 固体のターゲットから原子を物理的に飛ばし(たとえばアルゴンイオンで)、ウェハの上に凝縮させる |
| 主な材料 | 酸化シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、タングステン、low-k絶縁膜 | アルミニウム、チタン、窒化チタン、タンタルなどの金属、銅のシード層 |
| ステップカバレッジ | 良好。特にLPCVDで良い。ALDはさらに良い | 直進する粒子で成膜するので、深い溝や穴は覆いにくい(イオン化PVDで改善) |
| 温度 | 高め。LPCVDは約600〜800 ℃、プラズマCVDは約200〜400 ℃ | 低め。室温から数百度まで |
| 膜の純度 | 原料に由来する水素、炭素、塩素が残ることがある | 高い。ターゲットの純度で決まる |
| 環境 | 常圧から低圧。反応性のガスを使う | 高真空で、不活性ガスのプラズマを使う |
| 危険性 | 毒性、可燃性、腐食性のあるガス(シラン、WF6など)を慎重に扱い、除害する必要がある | 危険な薬品は少ないが、高真空とプラズマの装置を使う |
| 主な用途 | 層間絶縁膜、スペーサー、ポリシリコンのゲート、タングステンのプラグ | 銅配線のバリア層とシード層、アルミニウムのパッド、コンタクトの金属 |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。