ALD與CVD的差異:原子層沉積比較
ALD(原子層沉積)是CVD的一種特殊形式,將原料氣體一種一種依序通入,使每個反應在表面被覆蓋時就停止。因此每個循環成長一層原子的膜,可精確控制膜厚,也能均勻覆蓋非常深的結構。代價是速度慢,所需時間遠比一般CVD長,因此用於最薄、最重要的膜。
| 項目 | ALD | CVD |
|---|---|---|
| 機制 | 依序通入原料,中間以沖洗隔開。反應為自我終止,每個循環約附著一層原子 | 同時通入原料,在表面連續反應 |
| 膜厚控制 | 原子等級。由循環次數決定 | 由成膜的時間與速率決定,因此精度較低 |
| 覆蓋性 | 優異。即使是非常深而窄的孔或溝也很均勻 | 良好。但深結構可能在填滿之前開口就被堵住 |
| 成膜速度 | 慢。每個循環不到1 nm | 快。每分鐘數nm以上 |
| 均勻性與膜質 | 非常均勻、緻密,針孔少 | 均勻性良好 |
| 溫度 | 多半較低(約100〜350 ℃) | 範圍廣,多半偏高(電漿輔助CVD則較低) |
| 產能 | 就單片晶圓而言偏低(批次式設備可改善) | 高 |
| 一般膜厚 | 約1〜50 nm | 數十nm到微米 |
| 主要用途 | high-k閘極絕緣膜(HfO2等)、薄阻障層、間隔層、3D結構的襯層 | 厚的絕緣膜、多晶矽、氮化矽、鎢插塞 |
數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。