·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，細致研究了工藝條件對硅片納米薄膜應(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；應(yīng)變系數(shù)近些年來，因為砷化鎵具有生產(chǎn)成本低，效率穩(wěn)定性好、光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，在一些半導體元件及集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。因為雖然用價值，對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微電子元件的制造，其用途簡單從基極材料和互聯(lián)引線方面發(fā)展到絕緣隔離、太陽能電板、各種光電元件等，并且在半導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)用這些先進材料，可以大大增強生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。1砷化鎵薄膜制備經(jīng)過科學的調(diào)查研究可以發(fā)覺，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單的分為兩類：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進行制備，工藝相對簡單，而且石英石的價錢較高，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行砷化鎵薄膜的制備，這些工藝的制備過程相對復雜，但玻璃的成本投入較低，并且可以大面積的進行制做，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。化和二氧化碳的沉積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)的官能團在襯底表面進行解吸，在解吸的過程中襯底表面會脫H，但是各類官能團的互相反應(yīng)可以產(chǎn)生Si—Si鍵，促使多晶硅薄膜的進一步產(chǎn)生。經(jīng)過了沉積過程后步入了脫H過程，這一過程是多晶硅薄膜產(chǎn)生的關(guān)鍵階段。H在反應(yīng)過程中，通過二氧化碳分子的方式在襯底表面釋放，通過真空系統(tǒng)被抽走，也可以通過與襯底表面的側(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、化學氣不斷沉積的這一過程中，因為si的特殊性，只有在酸酐的含量達到臨界狀態(tài)是，才可能出現(xiàn)多個種類的si顆粒，隨后si顆粒附著在襯底的表面會發(fā)生進一步的物理反應(yīng)，砷化鎵薄膜就會漸漸產(chǎn)生。經(jīng)過以上情況的剖析可以得出一個推論，充分運用物理和化學的混和工藝實現(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，經(jīng)過輝光放電或則分解擴散離子團或二氧化碳分子是整個過程的第一部份，第一部份形成的反應(yīng)物會有一些物理反應(yīng)可以進行但是這種反應(yīng)物會在襯底表面出現(xiàn)，其中還有一些反應(yīng)物可以繼續(xù)進行物理反應(yīng)，一系列的物理反應(yīng)之后，會在襯底表面出現(xiàn)碰撞、遷移與沉積現(xiàn)象。同時、反應(yīng)所形成的副產(chǎn)物解析后可弄成能通過真空系統(tǒng)抽走的相關(guān)二氧化碳反應(yīng)物。除此之外，也可以通過RF—PECVD工藝，即射頻等離子提高化學液相沉積技術(shù)進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最先報導砷化鎵壓阻特點的是美國的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)復雜，原子無序排列。3砷化鎵納米薄膜工藝實驗針對現(xiàn)有的砷化鎵壓阻特點理論進行了LPCVD納米薄膜工藝試驗，該工藝采用4英寸