最後更新:2026年10月22日薄膜沉積(CVD / ALD / PVD)薄膜沉積(CVD/PVD/ALD)中國大陸:高密度等离子体 CVD(HDP-CVD)

HDP-CVD是什麼(高密度電漿 CVD)

High Density Plasma CVD (HDP-CVD)

HDP-CVD(高密度電漿 CVD)是在高密度電漿中沉積氧化膜的同時,以離子削去溝槽入口的轉角,從下往上依序填滿細溝槽的成膜方法。長期用於以絕緣膜無空洞地填滿 STI 與導線間隙。在溝槽變得又細又深的世代,已逐漸被流動式 CVD 等取代。

目錄7 項
  1. 定義與原理
  2. 圖解
  3. 常見問題
  4. 相關企業
  5. 相關用語
  6. 比較文章
  7. 資料來源

定義與原理

HDP-CVD(High Density Plasma CVD,高密度電漿 CVD)是在以 ICP(感應耦合電漿)等產生的高密度電漿中,沉積氧化膜等的同時,以引入基板的離子一點一點削去膜(濺射蝕刻),從下往上填滿細溝槽或間隙的成膜方法。從1990年代後半開始,用於以絕緣膜無空隙地填滿隔離電晶體的溝槽(STI)與導線之間。

以一般 CVD 填細溝槽時,膜會在溝槽入口的轉角附著較厚而先封住,裡面留下空洞(void 或 seam)。HDP-CVD 也對基板側施加電壓,把氬等離子垂直引入,從斜向削去附著在溝槽入口轉角的膜。成膜與蝕刻同時進行,調整兩者的比例(D/S 比),就能從溝槽底部依序堆積膜。

原料使用矽烷、氧與氬等,能在低溫下形成緻密的氧化膜。不過,當溝槽深度相對於寬度變大(高深寬比)時,只靠邊削邊填已經跟不上,削去時也會出現損傷下層膜或轉角的問題。因此在20nm 世代以後的細深溝槽,改用像液體一樣流進去的流動式 CVD(FCVD)、塗佈型膜與 ALD。

圖解

在高密度電漿中同時進行成膜與離子削去,從溝槽底部填起的 HDP-CVD 原理

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高深寬比溝槽使用流動式 CVD、塗佈膜或 ALD。

HDP-CVD(高密度電漿 CVD)的常見問題

為什麼 HDP-CVD 不會先封住溝槽入口?
因為成膜的同時,也以引入基板的離子削去膜。離子垂直飛來,溝槽入口轉角這種斜面容易被削去,平坦的底部則會累積膜。調整成膜與削去量的比例,就能讓入口保持開口,從底部填起。
HDP-CVD 和 FCVD 如何區分使用?
HDP-CVD 適合以緻密氧化膜填滿較寬的溝槽或導線間隙。FCVD 先形成像液體一樣會流動的膜流進細深溝槽,之後再以熱處理轉變為氧化膜,因此即使是高深寬比溝槽也能不留空洞地填滿。微縮世代的 STI 以 FCVD 為主流。

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所屬主題

資料來源

  1. 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)日文(2026年10月19日確認)