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O LPCVD (deposição de vapor químico a baixa pressão) e o PECVD (deposição de vapor químico enriquecido com plasma) são dois métodos amplamente utilizados para depositar películas de nitreto de silício (SiN), cada um com caraterísticas e aplicações distintas.As principais diferenças entre os dois métodos residem nas suas temperaturas de funcionamento, taxas de deposição, propriedades da película e requisitos do substrato.O LPCVD funciona a temperaturas mais elevadas (normalmente 600-800°C) e produz películas com um teor de hidrogénio mais elevado e pinholes, enquanto o PECVD funciona a temperaturas mais baixas (abaixo dos 300°C) e produz películas com um teor de hidrogénio mais baixo, maior flexibilidade e maior duração.Além disso, o PECVD utiliza plasma para melhorar o processo de deposição, tornando-o adequado para aplicações que exigem orçamentos térmicos mais baixos, como o fabrico de CMOS.

Pontos-chave explicados:

1. Temperatura de funcionamento:

   • LPCVD:Funciona a altas temperaturas, normalmente entre 600°C e 800°C.Este ambiente de alta temperatura é necessário para que as reacções químicas ocorram sem a ajuda do plasma.
   • PECVD:Funciona a temperaturas significativamente mais baixas, normalmente inferiores a 300°C.A utilização de plasma permite a deposição a estas temperaturas reduzidas, tornando-a compatível com substratos sensíveis à temperatura e fases posteriores do fabrico de circuitos integrados.

2. Taxa de deposição:

   • LPCVD:Geralmente tem uma taxa de deposição mais lenta do que o PECVD.O processo baseia-se apenas na energia térmica, o que limita a velocidade a que a película pode ser depositada.
   • PECVD:Oferece uma taxa de deposição mais elevada devido às reacções reforçadas pelo plasma.O plasma fornece energia adicional, acelerando o processo de deposição.

3. Propriedades da película:

   • Teor de hidrogénio:
     • LPCVD:As películas têm normalmente um teor de hidrogénio mais elevado, o que pode afetar as propriedades mecânicas e eléctricas da película.O elevado teor de hidrogénio pode levar a problemas como o aumento da tensão e a redução da estabilidade térmica.
     • PECVD:As películas têm um menor teor de hidrogénio, o que resulta numa melhor flexibilidade mecânica e numa maior duração da película.O teor reduzido de hidrogénio também contribui para melhorar as propriedades térmicas e eléctricas.
   • Furos de pinos:
     • LPCVD:As películas são mais propensas a furos, o que pode comprometer a integridade e o desempenho da película.
     • PECVD:As películas têm menos probabilidades de apresentar furos, proporcionando um revestimento mais uniforme e sem defeitos.

4. Requisitos do substrato:

   • LPCVD:Não necessita de um substrato de silício, o que o torna mais versátil para várias aplicações.O processo pode depositar películas numa variedade de materiais.
   • PECVD:Utiliza frequentemente um substrato à base de tungsténio, que é adequado para aplicações específicas, nomeadamente no fabrico de semicondutores.

5. Caraterísticas do processo:

   • LPCVD:O processo de deposição começa com a formação de ilhas na superfície do substrato, que eventualmente se fundem para formar uma película contínua.Este método é adequado para aplicações que requerem películas uniformes e de alta qualidade.
   • PECVD:Utiliza as condições do plasma para influenciar o processo de deposição.O plasma está muito próximo do substrato e funciona com níveis de potência de descarga muito baixos, evitando reacções em fase gasosa e permitindo um controlo preciso das propriedades da película.

6. Aplicações:

   • LPCVD:Normalmente utilizado em aplicações que exigem estabilidade e uniformidade a altas temperaturas, como na produção de nitreto de silício utilizado como stressor e paragem de gravação em dispositivos semicondutores.
   • PECVD:Ideal para aplicações que exigem orçamentos térmicos mais baixos e taxas de deposição mais elevadas, como a deposição de camadas de isolamento no fabrico de CMOS.A capacidade de depositar películas a temperaturas mais baixas torna o PECVD adequado para materiais e processos sensíveis à temperatura.

Em resumo, a escolha entre LPCVD e PECVD depende dos requisitos específicos da aplicação, incluindo restrições de temperatura, taxa de deposição, propriedades da película e compatibilidade do substrato.O LPCVD é preferido para películas uniformes e de alta temperatura, enquanto o PECVD é preferido para aplicações de baixa temperatura e alta taxa de deposição com maior flexibilidade e longevidade da película.

Tabela de resumo:

Caraterísticas	LPCVD	PECVD
Temperatura de funcionamento	600-800°C	Abaixo de 300°C
Taxa de deposição	Mais lenta	Mais rápido
Teor de hidrogénio	Superior	Inferior
Furos	Mais propensos	Menos propenso
Substrato	Não é necessário substrato de silício	Utiliza frequentemente substrato à base de tungsténio
Aplicações	Películas uniformes e de alta temperatura	Baixo orçamento térmico, películas flexíveis

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