CHARACTERIZATION OF SiO₂ FILMS DEPOSITED BY PYROLYSIS OF TETRAETHYLORTHOSILICATE (TEOS)

Résumé
La vitesse de déposition, l'uniformité d'épaisseur et la couverture de marche des couches de SiO₂ deposées sur plaquettes de Si par TEOS pyrolyse ont été étudiées comme fonction des paramètres de processus : température, flux de gaz et pression. Des couches d'oxyde avec uniformité de ±1% sur plaquettes de 100 mm de diamètre et couverture de marche de 76% sur marches de lµm X 1µm ont été obtenues. La caracterization électrique des couches de SiO₂ de TEOS deposées sur simple crystal de Si ont montré une densité de charge d'environ 10¹¹ cm^-2, une densité d'états superficiel a moitié du gap du silicium inférieure à 10¹⁰ eV^-1 cm^-2, une barrière Si/SiO² de 2.6 eV et un champ de rupture de 7.5 à 9 MV/cm. Les couches de SiO² de TEOS deposées sur polysilicium dopé POCl₃ montrent proprieté d'isolation comparable aux couches d'oxyde thermique crû à la temperature de 1100°C.

Abstract
Deposition rate, thickness uniformity and step coverage of SiO₂ films deposited on Si substrates by pyrolysis of TEOS have been studied as a function of process parameters : temperature, pressure, and gas flow. Oxide films with uniformities of ±1% on 100-mm wafers and step coverage of 76% on 1 µm wide and deep trenches have been obtained. The electrical characterization of TEOS-SiO₂ films deposited on single crystal Si shows a charge density of about 10¹¹ cm^-2, a surface state density at Si midgap lower than 10¹⁰ eV^-1 cm^-2 , a Si/SiO₂ barrier height of 2.6 eV and a breakdown field strength from 7.5 to 9 MV/cm. TEOS-SiO₂ films deposited on POCl₃ doped poly-Si show insulation properties comparable to that of SiO₂ films grown at 1100°C.