기술팀 · Kintek Solution

실리콘 질화물(SiN)의 저압 화학 기상 증착(LPCVD)을 위한 증착 온도는 일반적으로 최대 740°C 범위입니다.이 온도 범위는 실리콘 질화물에 대한 LPCVD 공정에만 해당하며 실란(SiH4) 및 암모니아(NH3) 가스의 분해와 같은 화학 반응의 영향을 받습니다.이 공정을 통해 우수한 전기적 특성을 지닌 고품질의 질화규소 필름이 만들어지지만, 인장 응력이 발생하여 두꺼운 필름에 균열이 생길 수 있습니다.원하는 재료 특성을 유지하면서 적절한 증착을 보장하기 위해 온도를 세심하게 제어합니다.

핵심 포인트 설명:

1. 질화규소용 LPCVD 온도 범위:

   • 실리콘 질화물을 위한 LPCVD 공정은 일반적으로 최대 온도에서 작동합니다. 최대 740°C .이 온도는 질화규소 증착에 필요한 화학 반응을 촉진하는 데 필요합니다.
   • 관련된 반응은 다음과 같습니다:
     • ( 3 \text{SiH}_4 + 4 \text{NH}_3 \rightarrow \text{Si}_3\text{N}_4 + 12 \text{H}_2 )
     • ( 3 \text{SiCl}_2\text{H}_2 + 4 \text{NH}_3 \rightarrow \text{Si}_3\text{N}_4 + 6 \text{HCl}+ 6 \text{H}_2 )
   • 이러한 반응이 효율적으로 진행되려면 충분한 열 에너지가 필요하므로 온도가 이 범위에서 유지됩니다.

2. 다른 증착 방법과의 비교:

   • PECVD(플라즈마 증착 화학 기상 증착):훨씬 낮은 온도에서 작동, 약 300°C 에서 증착할 수 있지만, 생성된 실리콘 질화물 필름은 LPCVD 필름에 비해 전기적 특성이 떨어질 수 있습니다.
   • 열 CVD:일반적으로 다음과 같은 범위의 훨씬 더 높은 온도가 필요합니다. 800-2000°C 로, 열판 가열 또는 복사열과 같은 방법을 사용하여 달성할 수 있습니다.그러나 이러한 고온이 모든 기판이나 애플리케이션에 적합한 것은 아닙니다.

3. LPCVD 실리콘 질화물의 재료 특성:

   • LPCVD 증착 실리콘 질화물 필름은 다음을 포함합니다. 최대 8%의 수소 를 함유하고 있어 재료의 기계적 및 전기적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
   • 필름은 다음을 경험합니다. 강한 인장 응력 이 발생하여 필름 두께가 200nm .이는 더 두꺼운 실리콘 질화물 층이 필요한 장치를 설계할 때 중요한 고려 사항입니다.
   • 이러한 어려움에도 불구하고 LPCVD 실리콘 질화물은 다음과 같은 장점이 있습니다. 높은 저항률(10^16 Ω-cm) 및 유전체 강도(10 MV/cm) 로 반도체 제조의 다양한 응용 분야에 적합합니다.

4. 온도 제어 및 공정 최적화:

   • 원하는 재료 특성을 얻을 수 있도록 증착 온도를 세심하게 제어합니다.예시
     • 예: 저온 산화물(LTO):약 온도 필요 425°C .
     • 고온 산화물(HTO):다음 온도 이상에서 작동 800°C .
   • 실리콘 질화물의 경우, 고품질 증착의 필요성과 기판 재료 및 소자 설계에 따른 제한 사이의 균형을 맞추기 위해 온도가 최적화되어 있습니다.

5. 애플리케이션 및 고려 사항:

   • LPCVD 실리콘 질화물은 다음과 같은 애플리케이션을 위해 반도체 제조에 널리 사용됩니다. 절연 층 , 패시베이션 레이어 및 마스킹 레이어 .
   • 증착 온도와 방법(LPCVD와 PECVD)의 선택은 높은 전기적 특성, 응력 관리, 소자의 다른 재료와의 호환성 등 응용 분야의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.

요약하면, 질화규소용 LPCVD 공정은 최대 740°C의 온도에서 작동하여 우수한 전기적 특성과 함께 고품질 증착을 보장합니다.그러나 이 공정은 특히 두꺼운 필름의 경우 인장 응력 및 수소 함량과 같은 문제를 해결하기 위해 신중하게 관리해야 합니다.이러한 요소를 이해하는 것은 적절한 증착 방법을 선택하고 특정 애플리케이션에 맞게 공정을 최적화하는 데 매우 중요합니다.

요약 표:

측면	세부 정보
LPCVD 온도 범위	질화규소 증착 시 최대 740°C
주요 반응	3 SiH₄ + 4 NH₃ → Si₃N₄ + 12 H₂, 3 SiCl₂H₂ + 4 NH₃ → Si₃N₄ + 6 HCl + 6 H₂
PECVD와의 비교	PECVD는 ~300°C에서 작동하지만 품질이 낮은 필름을 생산합니다.
재료 특성	높은 저항률(10¹⁶ Ω-cm), 절연 내력(10 MV/cm), 인장 응력
응용 분야	반도체 제조의 절연, 패시베이션 및 마스킹 레이어

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