Bei der Siliziumabscheidung werden durch physikalische oder chemische Verfahren dünne Siliziumschichten auf Substrate wie Silizium oder Glas aufgebracht. Die wichtigsten Verfahren sind die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und die chemische Gasphasenabscheidung (CVD). Die Dicke dieser Schichten kann von einigen Nanometern bis zu mehreren Mikrometern variieren.
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) für die Siliziumabscheidung:
CVD ist eine weit verbreitete Methode zur Abscheidung von Siliziumschichten. Es beinhaltet die Pyrolyse oder thermische Zersetzung von Silan (SiH4), wodurch festes Silizium mit Wasserstoff als Abgas auf dem Substrat abgeschieden wird. Dieses Verfahren wird in der Regel in einem Heißwandofen für die chemische Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD) durchgeführt. Ingenieure verdünnen das Silan häufig mit einem Wasserstoffträgergas, um die Zersetzung des Silans in der Gasphase zu verhindern, die zu einer Aufrauhung der Schicht führen könnte, wenn Siliziumpartikel auf die wachsende Schicht fallen.Abscheidung von Polysilizium:
Bei diesem Verfahren entsteht Polysilizium, das bei gleicher Dotierung einen höheren spezifischen Widerstand aufweist als einkristallines Silizium. Der höhere Widerstand ist darauf zurückzuführen, dass sich die Dotierstoffe entlang der Korngrenzen absetzen, wodurch sich die Anzahl der Dotierstoffatome in den Körnern verringert, sowie auf Defekte in diesen Grenzen, die die Ladungsträgerbeweglichkeit verringern. Die Korngrenzen enthalten auch viele baumelnde Bindungen, die freie Ladungsträger einfangen können.
Alternative Reaktionen für die Abscheidung von Siliziumnitrid (SiNH):
Im Plasma kann Siliziumnitrid durch zwei Reaktionen mit Silan (SiH4) und Stickstoff (N2) oder Ammoniak (NH3) abgeschieden werden. Diese Schichten haben eine geringere Zugspannung, weisen aber schlechtere elektrische Eigenschaften in Bezug auf Widerstand und Durchschlagfestigkeit auf.Metallabscheidung im CVD-Verfahren:
CVD wird auch für die Abscheidung von Metallen wie Wolfram, Aluminium und Kupfer verwendet, die für die Bildung von leitenden Kontakten und Steckern in Halbleiterbauelementen entscheidend sind. Die Abscheidung von Wolfram kann zum Beispiel mit Wolframhexafluorid (WF6) durch verschiedene Reaktionen erreicht werden. Andere Metalle wie Molybdän, Tantal, Titan und Nickel werden ebenfalls mittels CVD abgeschieden und bilden oft nützliche Silizide, wenn sie auf Silizium abgeschieden werden.
Abscheidung von Siliziumdioxid:
