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chemical vapor deposition(CVD)
原料物質を含むガスの化学反応や熱分解によって,所望の薄膜を基板上に形成する方法の総称。 IC 製造上の重要工程の一つで,シリコン酸化膜,シリコン窒化膜,アモルファスシリコン薄膜などの製造に用いられる。通常は基板の温度を上げて推積させる(熱 CVD)が使われるが, 化学反応や熱分解を促進させるために光を照射したり(光 CVD),ガスをプラズマ状態に励起する方法(プラズマ CVD)もある。
Plasma Enhanced CVD(PECVD) プラズマ化学気相成長法
反応容器の中に高周波の電界をかけ,原料ガスに電子を衝突させる。 するとガスがプラズマとなり,基板に積みかさなって,薄膜が形成される。
欠点として,プラズマや電子のエネルギーが高いために,基板にダメージを与える。また,反応器が大きくなると,均一なプラズマを発生させることが難しくなり,制御も複雑になる。ガス分子と電子の衝突の確立が低く,ガスの利用効率は10~20%である。アルファモスシリコンの形成に適しているために,安価な太陽電池の生産に用いられている。
metal-organic CVD(MOCVD) 有機金属気体堆積法
有機金属化合物を原料とし,原料ガスの化学反応を利用して基板上に半導体の単結晶薄膜を成長させる方法。膜の厚さや組成などを精密に制御できる。 また,非常に薄い結晶膜やヘテロ接合,超格子構造などの複雑な多層結晶膜の精密な形成も可能。しかもより高度な成膜法である 分子線エビタキシー に比べ量産性に優れている。 半導体レーザーや超格子素子の作製に使われる。 原料には、II族元素やIII族元素の、メチル化合物やエチル化合物が多用される。
Cat-Chemical Vapor Deposition(Cat-CVD) 接触化学気相成長法
原料ガスを化学反応させ,薄膜を基盤表面に形成する際,反応器の中にタングステン線を張り,高温に加熱して触媒とするのが特徴。 触媒との接触分解でガスは活性化し,基板に積もる。
比較的低温でも良質な薄膜(大面積の均一成膜)を形成できるので,高温にも弱いガリウム・ヒ素系の半導体にも向く。薄膜へのプラズマの衝突がないため基板に与えるダメージが少なく,それによるノイズが生じないため,これを応用したガリウム・ヒ素トランジスターでは雑音が20%減少した。経時変化に強く,原材料のガスの使用効率が80%と高いなどの利点があり,プラズマ化学気相成長法に対する生産性は2.5~5倍と言われ,特に大画面の液晶の生産に向いていると言われる (従来法に比べ,行程に要する時間が20%,原料のシリコン化合物の使用量が 1/3 と言われる)。また,原理的にはどんな大きさの液晶でも作れるとされる。
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