依反應器壓力分類

象—脈衝壓化學氣相沈積是屬於何種範疇的化學氣相沈積形式。

一般而言低於 0.1MPa 的壓力下工作的化學氣相沈積即可稱為低壓 式化學氣相沈積(Low Pressure CVD, LPCVD)，而從壓力的真空程度可 分為低真空、中真空、高真空及超高真空等不同的反應器。

2.4.1.常壓化學氣相沈積(APCVD)

常壓化學氣相沈積(atmospheric pressure CVD, APCVD)的反應器 示意圖如 2.4 圖所示，將矽晶圓待沈積物置於傳輸帶上，將反應氣體 通入反應器中央部份，兩端以惰性的氮氣幕罩住。待沈積物以對流方 式加熱。此反應器的優點是產率大，但相對的氮氣消耗量也驚人。常 壓化學氣相沈積(APCVD)還有一個缺點，即沈積膜的階梯覆蓋(step coverage)差。由參考資料顯示，目前常壓化學氣相沈積(APCVD)主要 用來做低溫氧化物的沈積。

圖 2.4 常壓化學氣相沈積反應器示意圖 (參考資料：Handbook of CVD)

如圖 2.4 所示，在常壓化學氣相沈積(APCVD)反應器中，導入氮氣 (N²)作為惰性氣體，在不同的化學反應需求下，也有改用氦氣(He)、氬 氣(Ar)等惰性氣體，由圖 2.4 可觀察到，反應氣體通過受熱的樣品並 在樣品表面產生化學反應，惰性氣體在此反應中擔任阻斷功能，防止 反應氣體在樣品上沈積成膜前發生其它不預期的化學反應，而影響成 膜的品質及產生雜質。而未進行反應的氣體或是反應過後產生的副產 品，則繼續往下游排出反應器。

常壓化學氣相沈積是指在一大氣壓或是稍微增減的反應壓力下進

行的化學氣相沈積，主要用途是製作矽(Si)或二氧化矽(SiO2)膜。在常 壓化學氣相沈積中，也有為了使沈積在反應器牆上的現象降低，以防 止微塵或雜質，而使用冷卻方式降低反應器壁溫的冷牆式(Cold Wall) 反應器。

常壓化學氣相沈積反應器還可以細分為幾個不同的類型，例如水 平放置的水平式 APCVD 反應器、氣體注入式 APCVD 反應器及充滿式 APCVD 反應器等，其共同的特性可以歸納為：氣體損耗大、沈積速率快、

容易產生微塵污染。

2.4.2.低壓化學氣相沈積(LPCVD)

在本節開頭即有說明，在反應器壓力小於 0.1MPa 的條件下進行的 化學氣相沈積，可以簡單分類為低壓化學氣相沈積反應器。低壓化學 氣相沈積反應器如圖 2.5 所示，反應氣體由一端進入，另一端加裝真 空泵進行抽真空，由於強制對流的作用使得氣體向低壓處流動。而被 沈積的襯底則置於反應器的中間。

低壓化學氣相沈積反應器中，反應氣體的流速大，擴散能力也大，

因此膜的成長由反應速率最慢的表面反應來決定，而非氣體的流速，

而表面的反應速率則是受到溫度的影響較大，因此溫度的控制是低壓 化學氣相沈積中相當重要的一環。

圖 2.5 低壓化學氣相沈積示意圖 (參考資料：科儀新知)

低壓化學氣相沈積製程所得到的沈積膜較均勻，階梯覆蓋較佳，

但是多半用於高溫製程，且其沈積速率較慢是缺點之一。