CVD與PVD的差異:薄膜沉積方法比較
兩者都是在晶圓上形成薄膜的方法。化學氣相沉積(CVD)是讓氣體在晶圓表面起反應而形成薄膜。物理氣相沉積(PVD)的代表是濺鍍,從固態靶材將原子撞擊出來,不經化學反應就附著到晶圓上。絕緣膜或需要均勻覆蓋深結構時,一般選擇CVD;金屬膜則一般選擇PVD。
| 項目 | CVD | PVD(濺鍍) |
|---|---|---|
| 原理 | 原料氣體在加熱或經電漿活化的晶圓表面發生化學反應 | 從固態靶材以物理方式使原子飛出(例如用氬離子),凝結在晶圓上 |
| 主要材料 | 氧化矽、氮化矽、多晶矽、鎢、low-k絕緣膜 | 鋁、鈦、氮化鈦、鉭等金屬,以及銅的種子層 |
| 階梯覆蓋性 | 良好。尤其LPCVD很好。ALD更佳 | 因為是以直線前進的粒子成膜,難以覆蓋深溝或深孔(離子化PVD可改善) |
| 溫度 | 偏高。LPCVD約600〜800 ℃,電漿輔助CVD約200〜400 ℃ | 偏低。從室溫到數百度 |
| 膜的純度 | 可能殘留來自原料的氫、碳、氯 | 高。由靶材的純度決定 |
| 環境 | 常壓到低壓。使用反應性氣體 | 高真空,使用惰性氣體的電漿 |
| 危險性 | 必須謹慎處理有毒、可燃、腐蝕性的氣體(矽烷、WF6等),並進行除害 | 危險的化學品較少,但要使用高真空與電漿的設備 |
| 主要用途 | 層間絕緣膜、間隔層、多晶矽閘極、鎢插塞 | 銅導線的阻障層與種子層、鋁的焊墊、接觸孔的金屬 |
數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。