폴리실리콘 필름 丨 표면 특성에 영향을 미치는 다양한 요인

2024-04-18

폴리 실리콘 박막의 성장은 준비 공정에 따라 직접 준비 방법과 간접 준비 방법의 두 가지 범주로 나눌 수있는 많은 방법을 가지고 있습니다. 직접 준비 방법은 액상 성장 방법, 화학 기상 증착 방법, 플라즈마 화학 기상 증착 방법, 액상 에피 택셜 방법 등과 같이 폴리 실리콘 필름의 기판에 직접 증착하는 것입니다. 간접 준비 방법은 기판에서 비정질 박막 재료를 먼저 준비한 다음 폴리 실리콘 필름의 고상 특성화입니다.

폴리실리콘 필름의 표면 특성에 영향을 미치는 이유

다결정 실리콘 박막의 표면 특성에 대한 증착 온도의 영향

열역학적 원리에서 알 수 있듯이 반응물 분자는 기판 웨이퍼 표면에 도착하여 웨이퍼 표면에서 상호 충돌 및 핵 형성이 발생합니다. 증착 온도가 증가함에 따라 안정적인 핵을 형성하는 데 필요한 임계 핵 반경이 커지고, 즉 임계 핵을 안정적으로 만드는 데 더 많은 원자가 필요하며 입자 형성이 더 커집니다. 또한 실리콘 원자는 지속적인 성장에 대한 특정 장벽을 극복해야하며 증착 온도가 더 높고 원자의 이동성이 커지고 운동 에너지가 증가하고 입자의 계면 에너지가 감소하여 입자 사이의 확산 조합을 촉진하고 필름은 더 큰 크기의 섬과 같은 구조로 성장하기 쉽습니다.

증착 시간이 다결정 실리콘 박막의 표면 특성에 미치는 영향

증착 시간은 입자의 핵 형성 및 성장에 큰 영향을 미칩니다. 입자 크기는 증착 시간이 짧을수록 다양하고 증착 시간이 길어질수록 증가합니다. 입자의 성장은 계면 에너지로 인해 면적을 최소화하려는 경향이 있는 입자의 입계 경계를 통한 자기 확산에 의해 일부 원자가 형성되는 것으로 간주할 수 있습니다. 증착 시간이 길어지면 입자 사이의 이동이 일어나 입자 크기가 커질 수 있는 충분한 시간이 생깁니다.

어닐링 온도가 폴리실리콘 박막의 표면 특성에 미치는 영향

어닐링 후 표면 입자 크기가 크게 증가하는 것은 어닐링이 원자에 더 많은 자유 에너지를 제공하고 이동을 촉진하여 원자 사이의 응집과 입자의 재결정을 초래하기 때문입니다. 다른 어닐링 온도에서 표면 거칠기의 변화는 어닐링 온도를 높인 후 입자가 더 성장하면 입자 사이의 계면이 감소하고 일부 입자 사이의 가변성이 감소하기 때문일 수 있습니다.

폴리실리콘 필름의 두께 균일성에 영향을 미치는 이유

증착 온도가 다결정 실리콘 필름의 두께 균일성에 미치는 영향

필름의 균일도는 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이러한 현상의 원인은 반응물 분자가 웨이퍼의 가장자리에 우선적으로 도달하여 핵을 형성하는 중앙과 가장자리 위치 사이의 공기 흐름의 차이 때문일 수 있으며, 고온에서 필름의 성장 속도가 현저히 빨라지기 때문입니다. 결과적으로 중앙에 비해 가장자리에서 성장의 가변성이 더 뚜렷하게 나타납니다.

다결정 실리콘 필름의 두께 균일성에 대한 반응 압력의 영향

필름의 두께 균일성은 압력이 증가함에 따라 약간 감소합니다. 이러한 현상의 원인은 중앙과 가장자리 위치의 공기 유속 차이로 인해 반응물 분자가 웨이퍼의 가장자리에 우선적으로 도달하여 핵을 형성하고 압력 증가로 인해 필름의 성장 속도가 증가하여 중앙 대비 가장자리의 성장은 어느 정도의 변동성을 보이지만, 필름의 성장 속도에 대한 압력의 영향은 온도에 비해 훨씬 작기 때문에 변동성도 작아집니다.

실란 플럭스가 폴리실리콘 필름의 두께 균일성에 미치는 영향

다결정 실리콘 필름의 두께 균일성은 실란 플럭스의 변화에 따라 본질적으로 변하지 않습니다. 이는 웨이퍼의 중앙과 가장자리 영역에 도달하는 반응물의 분자 프로필이 유속이 증가해도 본질적으로 동일하다는 것을 나타냅니다.

1, 증착 온도가 증가함에 따라 필름의 성장 속도가 커지고 기본적으로 선형 변화가 발생하며 성장 속도는 온도 변화에 매우 민감합니다.

2, SiH4 유속 및 반응 압력의 경우 실란 유속 및 반응 압력이 증가함에 따라 필름의 성장 속도가 더 빠르게 증가하고 기본적으로 선형 변화, SiH4 유속 및 반응 압력이 계속 증가하면 성장률의 증분 변화가 감소합니다. 둘 다 증착 온도에 비해 필름 성장률에 미치는 영향이 훨씬 작습니다.

3, 필름의 성장 속도는 기본적으로 증착 시간의 증가에 따라 변하지 않습니다. 필름 성장의 재현성이 매우 우수하여 두께를 제어할 수 있는 필름 성장의 기초를 제공할 수 있습니다.

4, 보다 이상적인 증착 조건을 위해 630 ℃의 증착 온도, 0.25 torr의 반응 압력, 360sccm의 유속을 사용하면 증착 된 필름의 균일 성 및 표면 특성이 더 좋습니다.

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