HDP-CVD 與流動式 CVD（FCVD）的差異
以絕緣膜無空洞地填滿隔離電晶體的溝槽（STI）與導線之間的間隙，是半導體製造的重要課題。這種「填溝」的代表方法就是 HDP-CVD 與流動式 CVD。以下整理兩者原理的差異，以及依世代的使用時機。
結論
差異在於無空洞地填滿細溝槽（gap fill）的原理。HDP-CVD 在高密度電漿中沉積氧化膜的同時，以離子削去附著在溝槽入口轉角的膜，不封住入口而從底部堆積。流動式 CVD（FCVD）則先形成剛沉積時像液體一樣會流動的膜，讓它流到溝槽底部，再以熱處理轉變為氧化膜。HDP-CVD 適合以緻密的膜填滿較寬的溝槽，在溝槽變得又細又深的20nm 世代以後的 STI 等，則以流動式 CVD 為主流。
主要差異
| 比較面向 | HDP-CVD | 流動式 CVD（FCVD） |
|---|---|---|
| 填充原理 | 成膜與離子削去同時進行 | 流入會流動的膜，之後再固化 |
| 膜的狀態 | 沉積時即為緻密的氧化膜 | 以熱處理把柔軟的膜轉變為氧化膜 |
| 擅長的溝槽 | 較寬的溝槽、導線間隙 | 又細又深的高深寬比溝槽 |
| 主要課題 | 高深寬比時跟不上、轉角損傷 | 熱處理時膜收縮、深處與入口的膜質差異 |
| 主要時期 | 1990年代後半起廣泛使用 | 2010年前後起在微縮世代採用 |
一般 CVD 會先封住溝槽入口
以一般 CVD 填細溝槽時，膜容易在溝槽入口的轉角附著較厚，在填到底部之前入口就封住，裡面留下空洞（void 或 seam）。空洞會讓後續製程的藥液滲入，或成為電性不良的原因。HDP-CVD 與流動式 CVD 以各自不同的方法解決這個問題。
HDP-CVD 邊削邊堆
在 HDP-CVD 中，對基板施加電壓把離子垂直引入，成膜的同時削去溝槽入口轉角這種斜面上的膜。調整成膜與削去量的比例，就能讓入口保持開口，從底部依序填滿。能在低溫下做出緻密、品質好的氧化膜，但溝槽變深變細後，只靠邊削邊填已經跟不上，削去時也可能損傷下層膜。
流動式 CVD 先流入再固化
在流動式 CVD 中，於低溫形成含矽、氮、氫的柔軟膜，藉毛細力等流到溝槽底部。之後在臭氧或水蒸氣中熱處理，轉變為氧化膜。因為從下方填滿，即使是高深寬比溝槽也能不留空洞地填滿。課題是熱處理時膜收縮、對周圍結構施加應力，因此熱處理條件很重要。
常見問題
什麼是填溝（Gap Fill）？
以絕緣膜無空洞地填滿電晶體之間的溝槽或導線之間的間隙。溝槽越細越深，入口越容易先封住而留下空洞，因此會分別使用 HDP-CVD、流動式 CVD、塗佈型膜與 ALD 等各種方法。
HDP-CVD 現在已經不用了嗎？
並不是不用了。在最先進 STI 這類又細又深的溝槽，流動式 CVD 等已成為主流，但在較寬的溝槽、導線間的絕緣膜，以及成熟世代的製程中，能做出緻密膜的 HDP-CVD 仍在使用。
延伸閱讀
所屬主題
參考資料
- 群馬大學 松田順一「CMOSプロセス・フロー概要（平成２９年度 集積回路設計技術・次世代集積回路工学特論資料）」（2026/10/19 查閱）
- Applied Materials「Producer Eterna FCVD」（2026/10/19 查閱）