¿Qué es un Equipo CVD Mejorado por Plasma?
El equipo CVD de plasma es un tipo de equipo que realiza un tipo de método de deposición química en fase vapor.
Plasma CVD son las siglas de Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, en el que el gas de la materia prima pasa a un estado de plasma a baja temperatura (descarga luminosa ionizada en cationes y electrones), se generan iones activos y radicales y se produce una reacción química sobre el sustrato, formándose una película fina por deposición.
Usos de los Equipos de CVD Mejorado por Plasma
La tecnología CVD por plasma se utiliza para películas de refuerzo en herramientas de corte (nitruro de titanio, nitruro de carbono, DLC (en inglés: Diamond Like Carbon)), películas aislantes y protectoras de semiconductores, cableado y materiales para electrodos (nitruro de silicio, óxido de silicio, cobre, aluminio, tungsteno, silicio policristalino, semiconductores compuestos, etc.). Se trata de una fuente de energía clave para el desarrollo económico e industrial. Su uso en dispositivos de potencia de alto rendimiento para controlar y suministrar energía, clave para el desarrollo económico e industrial, también se está extendiendo rápidamente.
El gas de alimentación de los sistemas Cvd mejorado por plasma suele ser un gas portador como hidrógeno, nitrógeno, argón o amoníaco mezclado con un gas de materia prima como SiH4 (silano) o WF6 (hexafluoruro de tungsteno).
1. Óxidos
El dióxido de silicio (SiO2) es un óxido de silicio. Posee un excelente aislamiento eléctrico y estabilidad térmica y se utiliza en películas aislantes intercalares de dispositivos semiconductores.
Los semiconductores más delgados son más propensos a las corrientes de fuga, en las que la corriente se escapa por zonas no previstas; la presencia de SiO2 ayuda a evitar las corrientes de fuga.
2. Nitruros
El nitruro de silicio (Si3N4) es un nitruro de silicio. Tiene una excelente resistencia y conductividad térmica y se utiliza como material de sustrato para dispositivos de potencia que generan mucho calor.
El nitrógeno y el amoníaco se utilizan junto con el SiH4 para formar nitruros, por lo que también desempeñan el papel de gases de materia prima. En general, los semiconductores desempeñan funciones relacionadas con la aritmética y la memoria, por ejemplo. En cambio, los dispositivos de potencia, como los diodos.
3. Carburos
El carburo de silicio (SiC) es un carburo de silicio de la familia de los semiconductores compuestos, junto con el GaN (nitruro de galio, o GaN), AlGaN, etc. Al igual que el Si3N4, se utiliza en dispositivos de potencia para sustituir a los IGBT de Si debido a su mayor resistencia y conductividad térmica.
En comparación con los compuestos de silicio, las pérdidas de potencia son menores, lo que da lugar a dispositivos más pequeños.
4. Metales y Compuestos Metálicos
La puerta de un transistor está formada por una película de óxido de puerta (formada por oxidación térmica) y un electrodo de puerta (a menudo silicio policristalino). Los tapones de tungsteno utilizados para el electrodo de puerta y los contactos fuente-drenaje se forman mediante CVD por plasma.
Principio del CVD Mejorado Por Plasma
El gas de la materia prima se selecciona según las condiciones deseadas a partir de un rango de reducción de presión de 10-4 a 100 Pa, dependiendo del propósito. La frecuencia de alimentación más comúnmente utilizada para la excitación del plasma es de 13,56 MHz (RF: Radio Frecuencia), y el tipo de descarga es de tipo acoplado capacitivamente utilizando electrodos de placas paralelas.
Una de las placas paralelas puede utilizarse como regadera para suministrar gases de proceso, o puede insertarse un calentador en una de las placas para regular la temperatura. Hay muchos parámetros controlables, como la frecuencia de alimentación, la estructura de los electrodos distinta del tipo de placas paralelas, la composición del gas bruto, el volumen de descarga y la temperatura. Esto permite depositar una gran variedad de películas finas con diferentes funcionalidades, desde materiales inorgánicos a orgánicos.
Otra Información sobre los Sistemas CVD Mejorado por Plasma
1. Estructura y Proceso de Fabricación de Dispositivos Semiconductores
Los sistemas de CVD plasma se utilizan ampliamente en la fabricación de dispositivos semiconductores. Por ejemplo, en el caso de los dispositivos de memoria, se forman complejas capas de cableado multicapa encima de los MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) formados sobre un sustrato (oblea). capas se forman encima de los MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) formados sobre el sustrato (oblea) y separados por una película aislante intercalada.
El CVD mejorado por plasma se utiliza principalmente para formar los electrodos de puerta del MOSFET, las capas de cableado y las películas aislantes intercalares, pero es necesario realizar un patronaje fino después de la formación de la película. La formación de patrones utiliza básicamente la tecnología de impresión y es una repetición de los siguientes pasos.
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- Sobre el patrón subyacente, el material del nuevo patrón a formar (silicio policristalino, Al, C, W, SiO2, Si3N4, etc.) se deposita uniformemente mediante CVD.
- Sobre la primera película se forma una película fotorresistente (positiva o negativa). La película positiva es menos soluble en el disolvente debido a la luz de excitación, mientras que la película negativa es más soluble.
- La laca se disuelve, formando un patrón de laca residual sobre la película depositada.
- El grabado (proceso de decapado) se aplica desde la parte superior del patrón para eliminar la película.
- Retirar la laca.
- Se forma un patrón sobre la película.
Repitiendo el proceso anterior, se pueden formar dispositivos semiconductores.
2. CDV Térmica y CDV Óptica
Dependiendo de la energía suministrada, el proceso puede clasificarse como CVD por plasma, CVD térmico o CVD óptico.
- CVD Térmico
Se trata de un método en el que el gas de alimentación se trata a altas temperaturas para descomponer térmicamente y reaccionar químicamente con los componentes, lo que da lugar a la deposición de una película. No puede utilizarse en sustratos sensibles al calor, como los plásticos. - CVD Óptico
Métodos que utilizan luz láser o energía ultravioleta para activar la descomposición científica y las reacciones químicas.