Die chemische Niederdruck-Gasphasenabscheidung (Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD) ist ein thermisches Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten aus Gasphasenvorläufern bei subatmosphärischem Druck.
Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine präzise Temperatursteuerung aus, die eine hohe Gleichmäßigkeit auf den Wafern und eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit gewährleistet.
LPCVD wird hauptsächlich für die Abscheidung von Materialien wie Silizium, Nickel und verschiedenen Halbleitermaterialien verwendet.
Es eignet sich besonders gut für Anwendungen, die hochwertige, gleichmäßige Schichten erfordern.
1. Einzelheiten zum Verfahren
Das LPCVD-Verfahren arbeitet mit einem Druck von 0,1 bis 10 Torr und Temperaturen zwischen 200 und 800 °C.
Die Reaktanten werden über ein spezielles System zur Zuführung der Ausgangsstoffe in die Beschichtungskammer eingeleitet, bei dem es sich häufig um einen Duschkopf handelt.
Diese Einrichtung trägt dazu bei, die Gase gleichmäßig auf dem Substrat zu verteilen.
Die Kammerwände und der Duschkopf werden gekühlt, während das Substrat erhitzt wird, um heterogene Oberflächenreaktionen zu erleichtern.
Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, werden die Nebenprodukte mit Hilfe von Vakuumpumpen abgesaugt.
2. Anwendungen
Das LPCVD-Verfahren wird in der Elektronikindustrie in großem Umfang für Anwendungen wie die Herstellung von Widerständen, Kondensator-Dielektrika, MEMS (Mikro-Elektro-Mechanische Systeme) und Antireflexionsschichten eingesetzt.
Das Verfahren wird besonders wegen seiner Fähigkeit geschätzt, Schichten mit hohen Eigenspannungen und Dickengradienten herzustellen.
Diese Eigenschaften sind zwar nicht ideal für MEMS-Geräte, aber für andere Anwendungen sehr nützlich.
3. Vergleich mit anderen Beschichtungsmethoden
Im Vergleich zur plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD) arbeitet die LPCVD bei höheren Temperaturen und benötigt kein Siliziumsubstrat für die Abscheidung von Siliziumnitridschichten.
Die Schichtdicke bei LPCVD ist direkt von der Temperatur abhängig, wobei höhere Temperaturen zu dickeren Schichten führen.
Dies steht im Gegensatz zur PECVD, die höhere Abscheideraten und mehr Flexibilität bietet, aber bei niedrigeren Temperaturen arbeitet.
4. Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die LPCVD eine wichtige Technologie in der Halbleiterindustrie ist, die für ihre präzise Temperaturregelung und die Herstellung hochwertiger, gleichmäßiger Schichten bekannt ist.
Sie eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen eine präzise Kontrolle der Schichteigenschaften unerlässlich ist, auch wenn sie in bestimmten Bereichen wie der Herstellung von MEMS-Bauteilen ihre Grenzen hat.
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