Orientador: Vitor Baranauskas

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Este trabalho foi dedicado ao estudo e simulação do processo de LPCVD-Deposição Químka à partir da Fase Vapor sob Baixa Pressão. A deposição de silício por decomposição pirolítka de silana foi tomada como reação básica devido à sua importância e simplicidade, sem contudo perder-se a...

Resumo: Este trabalho foi dedicado ao estudo e simulação do processo de LPCVD-Deposição Químka à partir da Fase Vapor sob Baixa Pressão. A deposição de silício por decomposição pirolítka de silana foi tomada como reação básica devido à sua importância e simplicidade, sem contudo perder-se a generalidade do tratamento adotado. Inkialmente é apresentado o processo de CVD à pressão atmosférica, como entendido pela teoria da camada limite. A seguir é discutido o processo de LPCVD. A textura do filme depositado e os micromecanismos de reação são analisados, o que leva à uma equação para a taxa de reação. Através de equações apropriadas são identificados os fatores principais que influenciam a uniformidade axial (de lâmina para lâmina) e radial (em uma lâmina) do filme depositado. Assumindo as restrições: (i) não há gradiente radial de temperatura, (ii) o crescimento é limitado por cinética de superfície e (iii) o transporte é realizado por fluxo laminar na região entre as paredes do reator e as lâminas e por difusão gasosa na região entre-lâminas, é sugerido um modelo para simulação de LPCVD, que considera: (a) a região vazia de entrada, (b) a expansão molar do gás e (c) a depleção de reagentes ao longo da direção principal do fluxo. O modelo desenvolvido apresentou resultados satisfatórios, tempo de computação bastante reduzido e um tratamento matemático mais simples que aqueles encontrados na literatura, modelos estes que utilizaram as mesmas restrições e considerações (i}-(iii) e (a)-(c). Finalmente as tendências em CVD são apresentadas e discutidas. Tendências estas que apontam para sistemas do tipo lâmina única, de paredes frias, com monitoração in situ e intenso controle computadorizado

Abstract: This work deals with the study and simulation of LPCVD-Low Pressure Chemical Vapour Deposition- a basic process for thin film deposition. The reaction of silicon deposition by silane pyrolisis is adopted for its simplicity and importance without sacrifieing the quality of treatment. To...

Abstract: This work deals with the study and simulation of LPCVD-Low Pressure Chemical Vapour Deposition- a basic process for thin film deposition. The reaction of silicon deposition by silane pyrolisis is adopted for its simplicity and importance without sacrifieing the quality of treatment. To begin with, we present the atmospheric presure CVD technique in the light of the boudary layer theory. Later we discuss the LPCVD process. The texture of the film deposited and the micromechanisms of the said reaction are analysed, as a function of the inputs. Using the derived equations, we identify the main factors that influence the axial homogeneity (wafer to wafer) as well as the radial homogeneity (within the wafer) df the deposited filmo Assuming the restrictions: i) there is no radtial temperature gradient, ii) the growth is limited by surface kinetics, and iii) transport is due to a laminar flow in the annular region and gaseous diffusion in the space intra-wafers, an interesting model is sugested to the simulation of the batch type, hot wall, LPCVD reactor, taking into account: (a) the empty inlet tube, (b) the molar expansion of the gas, and (c) the depletion of reactants along the main flow direction. The developed method of simulation provides satislactory results with reduced computer processing time and a rather simpler mathematical evaluation when compared with proposed models in literature, using the same restrictions and conditions. Finally, the future trends in CVD processing are in brief presented. They point to single wafer, cold wall, photo- and plasma assisted systems with in situ measurements and intense computerized control