同样,气体中掺杂物也是影响成核大小的因素。在许多器件或电路中,起着导体作用的带状多晶硅,需要采取掺杂的方式减小电阻率。掺杂可采取扩散的方式,在淀积的前后或注人工艺时进行。

 

通过将掺杂气体加人到反应气体中,并同时流人反应室,在淀积的同时形成原位掺杂。当加人乙硼烷(硼源)时,淀积率则有较大提高。当磷烷(磷源)或砷烷(砷源)作为掺杂气体时,其效果则相反。原位掺杂所不希望的效果是薄膜的均匀性、掺杂的均匀性和掺杂率的控制上的损失等。

 

由于掺杂剂嵌人到成核的边界引起电阻率的降低,掺杂的多晶硅薄膜的电阻率小于那些同等掺杂量的外延硅或体硅。

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大多数的多晶硅层是采用LPCVD系统进行淀积的。该系统提供了良好的生产效率和较低的淀积温度。由于多晶硅通常在稍后的工艺流程中淀积,并且表面随着地形而变化,所以,LPCVD提供了良好的台阶覆盖性(参见下图)。单反应室多晶硅LPCVD系统提供了比较高的淀积率而无须较高的温度。

SOS和SOI

SOS和SOI这两个缩写字代表Silicon On Sapphire和Silicon On Insulatore两者都是指在非半导体表面淀积硅。对此结构的需求产生于在有源器件下的半导体基底存在对一些MOS器件的限制。这些问题可通过在绝缘的基底上形成硅层来解决。应用于此的第一个基底是蓝宝石(SOS)。随着对不同基底的研究,该条目便被延伸到更为通用的绝缘体硅上(SOI)。

 

一种方法是在基底上直接淀积,此后通过再晶体化过程(激光加热,条形加热器,氧气注人)形成有用的薄膜。另一种方法是在表面氧化物上的孔内进行选择性的淀积,过生长后形成连续的薄膜。

 

另外的SOI方法是SIMOX0在这种工艺中,晶圆的顶层被转化成富氧注人的氧化物。外延层生长在氧化物上。有一些键合晶圆(bonded wafer)的研究,这种方法是使两个晶圆合在一起,然后对其中之一减薄(研磨和抛光)到器件层所需的厚度。

在硅上砷化镓

砷化镓是一种被大量使用的Ill-v族半导体材料。然而,它易碎,并且其晶圆直径限制在4英寸(102mm)。在硅晶圆上生长砷化镓的尝试已经突破彼此晶格失配。在生长工艺中,失配引起使器件性能退化的位错。一种新方法是首先在硅晶圆上生长一个薄的钛酸锶膜。它与硅反应形成无定型的二氧化硅层。当淀积化镓膜时,二氧化硅层起到吸收失配的衬垫作用,如此可以形成一个单晶层。

绝缘体和绝缘介质

淀积薄膜中最常用的方法是CVD,其在器件或电路中的作用为绝缘体或绝缘介质。应用广泛的两种薄膜是二氧化硅和氮化硅。通常,在器件和电路的设计中,它们的用途具有多样性。虽然它们存在工艺和质量上的差异,但它们可以满足与其他淀积膜类似的综合性要求。

二氧化硅:淀积的二氧化硅膜是作为覆盖整个晶圆的最终一层钝化膜,这一点在长期的应用中已成为共识。作为饨化膜,它们起到对电路器件和组件的物理及化学性能上的保护。人们熟知的用做顶层保护层的淀积二氧化硅膜有vapox、pyrox或Silox等术语。Vapox(气相淀积的氧化膜)是由Fairchild工程师创造的术语。pyrox代表Pyrolitic氧化物。Silox是应用材料公司注册的商标,有时该层简称为玻璃。随着保护作用的扩展,在多层金属结构中,淀积的二氧化硅用做多层金属设计中的中间绝缘层,多品硅和金属之间的绝缘层、掺杂阻挡层,以及扩散源隔离区域。二氧化硅已经成为硅-栅结构中的主要组成部分。