未掺杂的硅玻璃 – USG

未掺杂的硅玻璃在低温下有较高的沉积速率,并具有与二氧化硅类似的特性。这意味着它很容易通过PECVD、HDP-CVD或SACVD进行沉积。它是多层IMD应用中最常见的绝缘体和钝化层。

硼磷硅玻璃 – BPSG

硼磷硅玻璃(BPSG)是一种由氧和硅(硅烷-SiH4)、硼(二硼烷-B2H6)和磷(膦-PH3)的氢化物的混合物制成的涂层。它也被称为掺杂氧化物薄膜,因为它与二氧化硅相似,添加了硼和磷,从而改变了其热性能。氢化物的加入大大地降低了玻璃的熔点,这使得这一工艺在晶圆的热容量有限时非常有用。

BPSG是通过不同的化学气相沉积(CVD)技术应用于晶圆的。最有效和最常见的沉积技术是PECVD,尽管其他CVD工艺也能发挥作用。常压化学气相沉积(APCVD)、次大气压化学气相沉积(SACVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)和高密度等离子体化学气相沉积(HDP-CVD)是其他一些将BPSG应用于晶圆的化学气相沉积工艺。

沉积室中氧和氢化物的比例通常在40:1和60:1之间,与其他掺杂氧化物薄膜相比,这大大降低了BPSG的沉积温度。为了沉积这些薄膜,反应炉的温度通常为360°C – 390°C ,最佳沉积温度为370°C左右。

为了确保这些晶圆能够适当地绝缘金属间电介质并保持其高平整度的质量,这些晶圆经常要经过一个称为 “回流”的工艺,该工艺在反应炉中或通过快速热退火(RTA)进行。由于其温度敏感性,晶圆的温度不能超过900℃,以防止任何损坏和缺陷。这也意味着RTA需要在较低的温度下进行。

硼磷硅玻璃可以保护底层硅衬底和半导体中的导电通路,并有助于器件平面化。这使得BPSG在半导体器件制造、金属间电介质(IMD)和金属前电介质(PMD)方面最有价值。