摘要：2024年12月11日，瑞典林雪平大学Henrik Pedersen教授在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Competitive co-diffusion as a route to enhanced step coverage

半导体器件由具有不同电学性质的材料堆叠而成，使得薄层沉积成为半导体芯片生产的核心。

电子设备的小型化导致了复杂的器件架构，需要在孔和凹陷特征中进行沉积。这种沉积的一个关键参数是阶梯覆盖率（SC），即底部和顶部材料厚度的比率。

2024年12月11日，瑞典林雪平大学Henrik Pedersen教授在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Competitive co-diffusion as a route to enhanced step coverage in chemical vapor deposition》的研究论文，博士生Arun Haridas Choolakkal为论文第一作者，Henrik Pedersen教授为论文通讯作者。

Henrik Pedersen，瑞典林雪平大学教授。2004年、2008年获得林雪平大学学士和博士学位，2009-2010年在瑞典斯德哥尔摩Sandvik Tooling Research and Development center工作，曾于2016年担任加拿大卡尔顿大学客座教授，现任职于林雪平大学。

Henrik Pedersen教授主要研究化学气相沉积（CVD）的理解和开发。

在这里，作者表明，添加重惰性气体的协流可以为化学气相沉积（CVD）提供更高的SC。

研究人员通过使用分子质量低于Xe原子质量的单源前体，在碳化硼CVD工艺中添加Xe协流，具有10: 1纵横比的SC从0.71增加到0.97。研究人员通过横向高宽比结构中更长的沉积深度进一步验证了该概念。

作者认为竞争性共扩散是保形CVD的一般途径。

图1：竞争性共扩散模型的示意图

图2：不同沉积条件下沟槽中薄膜厚度的电子显微图

图3：CVD反应器上样品架区域内薄膜均匀性

图4：在横向高宽比（LHAR）结构中沉积的碳化硼

图5：LHAR结构内沉积薄膜的分析

综上，在本论文中，作者研究了在化学气相沉积（CVD）过程中通过添加重惰性气体协流（如氙气）来提高沉积阶梯覆盖率（SC）的方法，成功地将碳化硼薄膜的SC从0.71提升至0.97，实现了在高宽比特征中的共形沉积。

这对于提高半导体器件制造中复杂结构的薄膜均匀性和性能具有重要意义，为未来半导体制造技术的发展提供了一种新的共形CVD方法，有望在高宽比特征的半导体器件中得到应用。

Choolakkal, A.H., Niiranen, P., Dorri, S. et al. Competitive co-diffusion as a route to enhanced step coverage in chemical vapor deposition. Nat. Commun., (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-55007-1.

来源：华算科技