最後更新:2026年10月8日薄膜沉積(CVD / ALD / PVD)薄膜沉積(CVD/PVD/ALD)中國大陸:BPSG・PSG(硼磷硅玻璃)

BPSG・PSG(硼磷矽玻璃)是什麼

BPSG / PSG (Borophosphosilicate Glass)

BPSG(硼磷矽玻璃)是在氧化矽中各加入數%硼與磷的玻璃膜,只加入磷的則稱為PSG。在800~900℃左右的熱處理下會流動,使段差變得平緩,因此一直用於金屬導線形成前的層間介電層(PMD)平坦化。磷也有吸除可動離子的作用。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

BPSG(Borophosphosilicate Glass,硼磷矽玻璃)是在氧化矽(SiO₂)中各加入數%硼(B)與磷(P)的玻璃膜。只加入磷的則稱為PSG(Phosphosilicate Glass,磷矽玻璃)。與未摻雜的氧化膜(NSG)相比,在較低溫度下就會軟化,加熱後能流動使表面段差變得平緩,這是其最大特徵。

BPSG一直用於電晶體形成後、製作第一層金屬導線前的層間介電層(PMD:Pre-Metal Dielectric)。以常壓・次常壓CVD,在TEOS與臭氧中加入硼源(TEB)與磷源(TEPO)等成膜,再於800~900℃左右熱處理使其流動(回流,reflow)。純氧化膜即使超過1000℃也無法充分流動,但加入硼可降低流動溫度。PSG與BPSG中的磷,也具有捕捉會使電晶體特性偏移的鈉等可動離子(吸雜,gettering)的作用。

濃度一般是硼與磷各數wt%左右,過高時膜中會析出結晶形成缺陷,或吸濕導致膜質變化。1990年代以後,隨著CMP能將表面平坦化,回流平坦化的角色變小,但BPSG憑藉其填洞能力與吸雜效果,至今仍作為PMD用於部分製程。高溫回流會使淺接面的雜質擴散開來,因此在先進產品中,會設法與可低溫成膜的薄膜搭配使用。

BPSG・PSG(硼磷矽玻璃)的常見問題

BPSG和NSG有什麼不同?
NSG是未摻雜的氧化矽膜,膜質穩定,但加熱也不會流動。BPSG是加入硼與磷的薄膜,在800~900℃左右流動而能平坦化段差,還有磷帶來的可動離子吸雜效果。相對地,必須管理吸濕與析出。
BPSG為什麼要加入硼?
因為硼具有降低玻璃軟化溫度的作用。只含磷的PSG需要1000℃以上才能流動,加入硼的BPSG則在800~900℃左右就能流動,因此可在抑制熱對電晶體雜質分布影響的同時進行平坦化。

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