为了形成高密度等离子体,需要有激发混合气体的射频(RF)源,并直接使高密度等离子体到达硅片表面。在HDP CVD反应腔中(见图4.14)[1彐,JM38510/11306BCA主要是由电感耦合等离子体反应器(ICP)来产生并维持高密度的等离子体。当射频电流通过绶圈(coil)时会产生一个交流磁场,这个交流磁场经由感应耦合即产生随时间变化的电场,如图4,15所示。电感耦合型电场能加速电子并能形成离子化碰撞。由于感应电场的方向是回旋型的,囚此电子也就 为了实现HDRCVD的bottom up生长,首先要给反应腔中的高能离子定方向,所以沉积过程中在硅片上施加RF偏压,推动高能离子脱离等离子体而直接接触到硅片表面,同时偏压也用来控制离子的轰击能量,即通过控制物理轰击控制CVD沉积中沟槽开口的大小。

   在HDP CVD反应腔中,等离子体离子密度可达10n~1012/cm3(2~10mT)。由于如此高的等离子体密度加上硅片偏压产生的方向,使HDP CVD可以填充深宽比为4:1甚至更高的间隙。

   HDP CVD可用于金属形成前或形成后。某些金属如NiSix或Al会对形成后的I艺温度有一定限制,而在HDP CVD反应腔中高密度等离子体轰击硅片表面会导致很高的硅片温度,另外,高的热负荷会引起硅片的热应力。对硅片温度的限制要求对硅片进行降温,在HDP CVD反应腔中是由背面氦气冷却系统和静电卡盘(electrc,statiC chuck)共同在硅片和卡盘之间形成一个热传导通路,从而来降低硅片和卡盘的温度。HDP CVD的反应包含两种或多种气体参与的化学反应。根据沉积的绝缘介质掺杂与否及掺杂的种类,常见的有以下几种:

    (1)非掺杂硅(酸盐)玻璃(u⒈doped silicate glass,USG)

   ⒏H4+02 →USG+挥发物

    (2)氟硅(酸盐)玻璃(flu。rosilicatc glass,FSG)

  ⒏H4+SiF4+02 →FSG+挥发物

   (3)磷硅(酸盐)玻璃(phosphosilicate glass,PSG)

   SiH4+PH3+02 →PSG+挥发物

   HDP-CVD工艺重要参数-沉积刻蚀比

  如前所述,HDP CVD I艺最主要的应用也是其最显著的优势就是间隙填充,如何选择.