·98·科技論壇砷化鎵薄膜制備工藝及其應(yīng)用發(fā)展董培講(四九硅業(yè)有限公司，河南新鄉(xiāng))摘要：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，致使砷化鎵薄膜的制做工藝得到了建立優(yōu)化，但是，砷化鎵薄膜也早已得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了結(jié)合現(xiàn)有工藝條件制做砷化鎵納米薄膜的多種_T-~E方式，細(xì)致研究了工藝條件對(duì)硅片納米薄膜應(yīng)變系數(shù)的影響，剖析了砷化鎵薄膜制備工藝的應(yīng)用發(fā)展，希望還能為相關(guān)人員提供參考借鑒。關(guān)鍵詞：砷化鎵薄膜；制備工藝；壓阻特點(diǎn)；應(yīng)變系數(shù)近些年來(lái)，因?yàn)樯榛壘哂猩a(chǎn)成本低，效率穩(wěn)定性好、光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，在一些半導(dǎo)體元件及集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。因?yàn)殡m然用價(jià)值，對(duì)硅片薄膜的研究遭到了多方。目前砷化鎵薄膜已廣泛地用于各類(lèi)微電子元件的制造，其用途簡(jiǎn)單從基極材料和互聯(lián)引線方面發(fā)展到絕緣隔離、太陽(yáng)能電板、各種光電元件等，并且在半導(dǎo)體元件和集成電路也有著砷化鎵薄膜有著廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用這些先進(jìn)材料，可以大大增強(qiáng)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。1砷化鎵薄膜制備經(jīng)過(guò)科學(xué)的調(diào)查研究可以發(fā)覺(jué)，砷化鎵薄膜的制做具有一定的難度，現(xiàn)階段的具體制備工藝可以簡(jiǎn)單的分為兩類(lèi)：低溫工藝與低溫工藝。
低溫工藝主要是指在室溫低于600~C的情況下，借助石英石作為襯底來(lái)進(jìn)行制備，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且石英石的價(jià)錢(qián)較高，總體的投入較高；高溫工藝，主要是指在室溫高于600~C的情況下，利用玻璃作為襯底進(jìn)行砷化鎵薄膜的制備，這些工藝的制備過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，但玻璃的成本投入較低，并且可以大面積的進(jìn)行制做，所以有較多企業(yè)采用這一方法制備。砷化鎵薄膜的制備工藝有多種，包括：真空蒸發(fā)、磁控濺射，化學(xué)液相沉積等，其中最常用的制備方式是物理液相沉積法，該方式將工藝須要二氧化碳在等離子體提高沉積法、HWCVD等不同工藝條件下分解制做砷化鎵薄膜?；投趸嫉某练e是砷化鎵薄膜制做的第一步，是成膜的關(guān)鍵。隨即要將沉積的二氧化碳分子或則相應(yīng)的官能團(tuán)在襯底表面進(jìn)行解吸，在解吸的過(guò)程中襯底表面會(huì)脫H，但是各類(lèi)官能團(tuán)的互相反應(yīng)可以產(chǎn)生Si—Si鍵，促使多晶硅薄膜的進(jìn)一步產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)了沉積過(guò)程后步入了脫H過(guò)程，這一過(guò)程是多晶硅薄膜產(chǎn)生的關(guān)鍵階段。H在反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)二氧化碳分子的方式在襯底表面釋放，通過(guò)真空系統(tǒng)被抽走，也可以通過(guò)與襯底表面的側(cè)鏈相反應(yīng)薄膜制備，產(chǎn)生新的氣態(tài)分子后被全部移除。
在等離子體不斷提高、化學(xué)氣不斷沉積的這一過(guò)程中，因?yàn)閟i的特殊性，只有在酸酐的含量達(dá)到臨界狀態(tài)是，才可能出現(xiàn)多個(gè)種類(lèi)的si顆粒，隨后si顆粒附著在襯底的表面會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的物理反應(yīng)，砷化鎵薄膜就會(huì)漸漸產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)以上情況的剖析可以得出一個(gè)推論，充分運(yùn)用物理和化學(xué)的混和工藝實(shí)現(xiàn)砷化鎵薄膜的物理液相沉積，用于反應(yīng)的二氧化碳通人沉積腔室的同時(shí)，經(jīng)過(guò)輝光放電或則分解擴(kuò)散離子團(tuán)或二氧化碳分子是整個(gè)過(guò)程的第一部份，第一部份形成的反應(yīng)物會(huì)有一些物理反應(yīng)可以進(jìn)行但是這種反應(yīng)物會(huì)在襯底表面出現(xiàn)，其中還有一些反應(yīng)物可以繼續(xù)進(jìn)行物理反應(yīng)，一系列的物理反應(yīng)之后，會(huì)在襯底表面出現(xiàn)碰撞、遷移與沉積現(xiàn)象。同時(shí)、反應(yīng)所形成的副產(chǎn)物解析后可弄成能通過(guò)真空系統(tǒng)抽走的相關(guān)二氧化碳反應(yīng)物。除此之外，也可以通過(guò)RF—PECVD工藝，即射頻等離子提高化學(xué)液相沉積技術(shù)進(jìn)行砷化鎵薄膜的制做。這些工藝須要在高溫的情況下明天沉積，將Sill二氧化碳和H：二氧化碳相混和，所以沉積的速度很低。這些工藝與常規(guī)工藝相比，具有電子體溫低、成品密度大、活性高的優(yōu)點(diǎn)薄膜制備，才能提升制做效率，保證成品的質(zhì)量。
2砷化鎵薄膜的壓阻特點(diǎn)最先報(bào)導(dǎo)砷化鎵壓阻特點(diǎn)的是美國(guó)的Onuma和。她們研究砷化鎵壓阻效應(yīng)主要是由晶界內(nèi)部遷移率、晶粒表面、晶粒間界遷移率導(dǎo)致的。砷化鎵薄膜材料通常由許多小碳化物組成，在晶界內(nèi)部原子成周期性有序地排列，把每位碳化物看作小的單晶硅塊，不同晶向的小顆粒由晶界間界聯(lián)接。碳化物間界結(jié)構(gòu)復(fù)雜，原子無(wú)序排列。3砷化鎵納米薄膜工藝實(shí)驗(yàn)針對(duì)現(xiàn)有的砷化鎵壓阻特點(diǎn)理論進(jìn)行了LPCVD納米薄膜工藝試驗(yàn)，該工藝采用4英寸