沉积SiO2—沉积二氧化硅


SiO2-Silicon-Dioxide-Deposition

使用牛津仪器等离子体技术的各种系统进行二氧化硅(SiO2)沉积。

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  • PECVD
  • TEOS
  • ICP CVD
  • ALD
  • 注释

使用PlasmaProTMSystem100 PECVD进行SiO2沉积的不同工艺:

  • 高沉积速率
  • 无掺杂(光学波导管)
  • 锗掺杂(光学波导管)
  • 高品质
  • 产品生产

工艺参数: 

 

沉积温度

典型温度范围 300-400°C

 

 

沉积速率:

高沉积速率

> 230 nm/min

 

 

无掺杂

> 230 nm/min

 

 

锗掺杂

> 230 nm/min

 

 

高品质

> 40 nm/min

 

 

产品生产

> 40 nm/min

 

 

均匀性:

高沉积速率

100mm

< ± 3% (5mm 剔除区)
< ± 2% (7mm excl zone)

150mm

< ± 4% (5mm 剔除区)
< ± 3% (7mm
剔除区)

 

无掺杂

100mm

< ± 3% (5mm 剔除区)
< ± 2% (7mm
剔除区)

150mm

< ± 4% (5mm 剔除区)
< ± 3% (7mm
剔除区)

 

锗掺杂

100mm

< ± 3% (5mm 剔除区)
< ± 2% (7mm
剔除区)

150mm

< ± 4% (5mm 剔除区)
< ± 3% (7mm
剔除区)

 

高品质

100mm

< ± 2%

7x2" 批量处理

< ± 2% (7mm 剔除区)

200mm

< ± 4%

产品生产

100mm

< ± 3% (5mm 剔除区)
< ± 2% (7mm
剔除区)

150mm

< ± 4% (5mm 剔除区)
< ± 3% (7mm
剔除区)

 

重复性

< ± 2%

 

 

折射率 (测量使用的光波长为632.8nm)

高沉积速率

1.458 -1.500

 

 

无掺杂

1.458 -1.500

 

 

锗掺杂

1.458 -1.500

公差

0.2%-1.3%

 

 

高品质

1.46 (1.46-1.50可控)

 

 

产品生产

1.458 -1.500

 

 

均匀性

< ± 0.005 (200mm)

 

 

 工艺特点:

  • 可对单个晶片控制沉积速率和折射率。
  • 可提高光学薄膜特性的均匀性。
  • 适合对有磷化铟(InP)层的衬底进行300°C的PECVD处理。
  • 可以为后续的干式刻蚀工艺提供耐用的掩模材料。
用PlasmaProTMSystem100进行基于正硅酸乙酯的SiO2 PECVD沉积
工艺参数:

沉积速率:

> 30 nm/min

均匀性

100 mm
   < ± 3% (5mm剔除区)
   < ± 2% (7mm
剔除区)
150 mm
   < ± 4% (5mm
剔除区)
   < ± 3% (7mm
剔除区)

折射率

(测量使用的光波长为632.8nm)

1.44 – 1.46

均匀性

< ± 0.001

重复性

< ± 0.001

 

工艺特点:
  • 保形的阶梯覆盖。
  • 良好的阶梯覆盖且无空隙及纳米裂缝。
  • 通过可选的高频或低频(或混合)的能量控制薄膜的应力。
  • 低N-H键含量可以制备厚达1550nm的低耗薄膜。
  • 低应力处理工艺可以使晶片的沉积厚度超过50m。

 

 使用PlasmaProTMSystem133进行基于正硅酸乙酯的SiO2 PECVD沉积

工艺参数:

 

沉积速率

> 30 nm/min

批处理数量

up to:

43 x 2"

19 x 3"

10 x 100mm

7 x 125mm

4 x 150mm

2 x 200mm

速率均匀性1

 

晶片内部2

150 mm 

200 mm 

5 x 4” 批量处理

 

< ±3% (5mm excl zone)

< ±4% (10mm excl zone)

< ±4% (10mm excl zone)

不同晶片间3

< ±2%

不同批次间4

< ±2%

折射率(测量使用的光波长为632.8nm)

1.44-1.46 (Controllable)

均匀性5

< ±0.001

重复性6

 < ±0.001

1. 速率均匀性定义:±[(最大值-最小值)/ (2 x平均值)] x 100%

2. 测定晶片内部均匀性使用的单个晶片直径12英寸

3. 不同晶片间均匀性指的是同一批次中,各个晶片均匀性平均值的平均值

4. 不同批次间均匀性指的是连续5批次的均匀性的平均值

5. 折射率均匀性的计算方法请参考附注部分

6. 不同批次间均匀性指的是连续5批次的均匀性的平均值

 

 
使用PlasmaProTMSystem 100-ICP380进行低温ICP-CVD的SiO2沉积

工艺参数:

沉积速率

> 8 nm/min

均匀性:

4" 晶片

6" 晶片

< ± 3% (设备状态最优时± 1.5%)
< ± 4% (
设备状态最优时± 2%)

折射率(测量使用的光波长为632.8nm)

~ 1.46

使用PlasmaProTMSystem 100-ICP180进行低温ICP-CVD的SiO2沉积

工艺参数:

 

 

 

高速率

沉积速率

> 8 nm/min

> 70 nm/min

(曾经出现120nm/min的纪录)

均匀性

2" 晶片

< ± 1.5% (7mm 剔除区)

< ± 2.5% (7mm 剔除区)

< ± 1.5% (7mm 剔除区)

< ± 2.5% (7mm 剔除区)

4" 晶片

< ± 2.5% (7mm 剔除区)

< ± 3.5% (5mm 剔除区)

< ± 2.5% (7mm 剔除区)

< ± 3.5% (5mm 剔除区)

6" 晶片

< ± 5% (7mm 剔除区)

< ± 5% (7mm 剔除区)

折射率

(测量使用的光波长为632.8nm)

~ 1.46 (可控)

~ 1.46 (可控)

 工艺特点:

  • 可对单个晶片控制沉积速率和折射率。
  • 可提高光学薄膜的特性的均匀性。
  • 可在低温下得到非常致密的薄膜。
  • 即使在温度敏感的衬底上也可减少对沉积薄膜的损伤。

使用FlexAL®进行SiO2等离子体原子层沉积

工艺参数:

周期 ~ 9 seconds

厚度均与性1

100 mm

150 mm

200 mm

 

< ±1.0%2

< ±2.0%3

< ±3.0%4

折射率 1.42—1.44

 

附加注释:
1. 以上给出的数据对应于高频薄膜。
2. 低应力值的测量精度高度依赖于以下条件:
  •  薄膜沉积前后晶片曲率的测量精度
  • 应力测量所用的晶片的品质和预应力处理
  • 要求薄膜厚度足够厚(>5000Å)以便得到可精确测量的晶片曲率

3. 以上结果是在硅衬底上进行实验得到的。
4. 进行下一次处理前,需要对处理室进行清洁和调节,以获得最优的重复性。推荐的最小调节厚度为2000-3000A。牛津仪器公司将依据客户系统的应用和目的,为其提供详细的处理室清洁和调节流程。

5. 均匀性测量标准定义: 

晶片内部均匀性测量如下图所示5个点的数据: 不同批次的均匀性(重复性)通过求取连续5个批次的晶片的平均值获得。

             折射率均匀性,计算方法为:

             折射率均匀性,计算方法为:

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