Deposición química de vapor mejorada con plasma de baja energía
La deposición química de vapor mejorada con plasma de baja energía ( LEPECVD ) es una técnica de deposición química de vapor mejorada con plasma utilizada para la deposición epitaxial de películas delgadas de semiconductores ( silicio , germanio y aleaciones de SiGe ). Se emplea un plasma de argón de CC remoto de alta densidad y baja energía para descomponer eficientemente los precursores de la fase gaseosa sin dañar la capa epitaxial, lo que da como resultado epicapas de alta calidad y altas tasas de deposición (hasta 10 nm/s).
El sustrato (típicamente una oblea de silicio ) se inserta en la cámara del reactor, donde es calentado por un calentador resistivo de grafito desde la parte trasera. Se introduce un plasma de argón en la cámara para ionizar las moléculas de los precursores, generando radicales altamente reactivos que dan como resultado el crecimiento de una epicapa en el sustrato. Además, el bombardeo de iones de Ar elimina los átomos de hidrógeno adsorbidos en la superficie del sustrato sin introducir daños estructurales. La alta reactividad de los radicales y la eliminación de hidrógeno de la superficie por bombardeo iónico evitan los problemas típicos del crecimiento de Si, Ge y aleaciones de SiGe por deposición termoquímica de vapor (CVD), que son
Gracias a estos efectos, la tasa de crecimiento en un reactor LEPECVD depende únicamente de los parámetros del plasma y los flujos de gas, y es posible obtener una deposición epitaxial a temperaturas mucho más bajas en comparación con una herramienta CVD estándar.
El sustrato se coloca en la parte superior de la cámara, mirando hacia abajo, hacia la fuente de plasma. El calentamiento se proporciona desde la parte posterior mediante la radiación térmica de un calentador de grafito resistivo encapsulado entre dos discos de nitruro de boro , que mejoran la uniformidad de la temperatura en todo el calentador. Los termopares se utilizan para medir la temperatura sobre el calentador, que luego se correlaciona con la del sustrato mediante una calibración realizada con un pirómetro infrarrojo . Las temperaturas de sustrato típicas para películas monocristalinas son de 400 °C a 760 °C, para germanio y silicio, respectivamente.
El potencial de la etapa de oblea se puede controlar mediante una fuente de alimentación externa, lo que influye en la cantidad y la energía de los radicales que inciden en la superficie, y normalmente se mantiene a 10-15 V con respecto a las paredes de la cámara.
Los gases de proceso se introducen en la cámara a través de un anillo de dispersión de gas colocado debajo de la etapa de oblea. Los gases utilizados en un reactor LEPECVD son silano ( SH 4 ) y germano ( GeH 4 ) para la deposición de silicio y germanio respectivamente, junto con diborano ( B 2 H 6 ) y fosfina ( PH 3 ) para el dopaje tipo p y n.
