104|CVD中的PSG,BPSG,FSG分别是什么？

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在半导体制程中，介电层的材料起到了关键的角色。PSG（磷酸盐玻璃）、BPSG（硼磷硅酸盐玻璃）和FSG（氟硅酸盐玻璃）是芯片中常用的三种介质材料，他们说的直白点就是掺杂的硅氧化物，这些掺杂的硅氧化物不仅起到了电气隔离的作用，还可以平滑底层、填充隔离等。因此，那这三种材料是如何制作的？性能有什么异同？

什么是PSG,BPSG,FSG？


PSG：Phosphosilicate Glass，磷酸盐玻璃，是一种硅和磷组成的二元玻璃。在半导体制程中，PSG通常用作缓冲层或流平层，由于磷的引入，PSG的流动性增强，可以在较低的温度下流平，用来平滑底层。通常用于半导体器件制造中的金属间层，即沉积在连续较高金属层或导电层之间的绝缘层，因为它具有吸收碱离子的作用。

BPSG：BoroPhosphoSilicate Glass，硼磷硅酸盐玻璃，是由硅、硼、磷组成的三元玻璃。BPSG相比PSG具有更好的流动性和更低的流动温度，因此在需要更大面积覆盖和填充效果的场合，如隔离的制作中，通常优选BPSG。

FSG：Fluorosilicate Glass，氟硅酸盐玻璃，是一种掺氟的硅酸盐玻璃。FSG的主要优点是它的介电常数较低（约3.6），比未掺杂氟的硅酸盐玻璃的介电常数（约4.0）低，因此FSG常常用作互连层的介电材料，用来降低互连电容，从而降低RC延时，提高芯片性能。

PSG,BPSG,FSG薄膜是怎么制造的？

PSG，BPSG,FSG一般会用CVD的方法进行薄膜沉积，在薄膜沉积后，一般会用到高温退火工艺。退火能改善薄膜的结构性能，如降低缺陷和应力，提高密度和硬度等。通常在进行薄膜沉积时，还需要额外的气体用于稀释和调节反应速率，例如氮气或氩气。氮气（N2）和氩气（Ar）是不活泼的，它们主要作用是帮助控制反应速度和稀释反应气体，以便更精确地控制沉积过程。

PSG：将含有硅，磷的气体和氧气或含氧气体在反应腔中混合，以形成PSG。
BPSG:将含有硅，磷，硼的气体和氧气或含氧气体在反应腔中混合，以形成PSG。
FSG：将含有硅，氟的气体和氧气或含氧气体在反应腔中混合，以形成FSG。
硅通常来源于硅源气体，例如硅烷（SiH4）、SiH2Cl2等。氧可以直接从氧气（O2）中获取，也可以从其他含氧化合物中获取。
至于磷元素，常用的源气体有磷化氢（PH3）、三氯化磷（PCl3）或五氯化磷（PCl5）
至于硼源，常见的气体包括硼烷（B2H6）和硼氟化物（BF3）.
氟源则可以使用氟气（F2）、六氟化硫（SF6）、四氟化碳（CF4）或氟化氮（NF3）。

气体安全


特别需要注意的是，在操作过程中需要小心处理，因为磷化氢是极其有毒的气体，而且在接触空气时可能自燃。三氯化磷和五氯化磷也是有害的，并且可能与空气中的水分子反应，产生有毒有害的磷酸和氢氯酸。硼烷和硼氟化物都是有毒且易燃的气体，特别是硼烷在接触空气时可能自燃。含氟的气体对人体和环境都有一定的危害。