电子束蒸发:将蒸发材料置于水冷坩埚中,利用电子束直接加热使蒸发材料汽化并在衬底上凝结形成薄膜,是蒸度高熔点薄膜和高纯薄膜的一种主要加热方法。为了获得性能良好的半导体电极Al膜,我们通过优化工艺参数,制备了一系列性能优越的Al薄膜。通过理论计算和性能测试,分析比较了电子束蒸发与磁控溅射两种方法制备Al膜的特点。考虑Al膜的致密性就相当于考虑Al膜的晶粒的大小,密度以及能达到均匀化的程度,因为它也直接影响Al膜的其它性能,进而影响半导体哗啦的性能。气相沉积的多晶Al膜的晶粒尺寸随着沉积过程中吸附原子或原子团在基片表面迁移率的增加而增加。由此可以看出Al膜的晶粒尺寸的大小将取决环于基片温度、沉积速度、气相原子在平行基片方面的速度分量、基片表面光洁度和化学活性等因素。薄膜应力的起源是薄膜生长过程中的某种结构不完整性(杂质、空位、晶粒边界、错位等)、表面能态的存在等。平顶山真空镀膜仪

沉积工艺也可分为化学气相沉积和物理的气相沉积。CVD的优点是速率快,且由于在晶圆表面发生化学反应,拥有台阶覆盖率。但从上述化学方程式中不难看出,其缺点就是产生副产物废气。在半导体制程中,很难将这些废气完全排出,难免会参杂些不纯物质。因此,CVD多用于不需要精确把控材料特性的沉积涂层,如沉积各种消耗性的膜层(硬掩模)或各种厚绝缘薄膜等。PVD则向晶圆表面直接轰击要沉积的材料。也就是说,如果想在晶圆表面沉积A物质,则需将A物质气化后,使其沉积到晶圆表面。常用的PVD方法有溅射,这在刻蚀工艺中也曾涉及过。在这种方法中,我们先向A物质靶材轰击离子束(主要采用惰性气体),使A物质粒子溅射出来,再将脱落的粒子转移至硅片表面,并形成薄膜。PVD的优点是无副产物,沉积薄膜的纯度高,且还可以沉积钨(W)、钴(Co)等无反应能力的纯净物材料。因此,多用于纯净物的金属布线。宜宾真空镀膜工艺流程化学气相沉积技术是把含有构成薄膜元素的单质气体或化合物供给基体。

真空镀膜技术属于表面处理技术的一类,应用非常广。主要应用有一下几类:光学膜:用于CCD、CMOS中的各种滤波片,高反镜。功能膜:用于制造电阻、电容,半导体薄膜,刀具镀膜,车灯,车灯罩,激光,太阳能等。装饰膜:手机/家电装饰镀膜,汽车标牌,化妆品盒盖,建筑装饰玻璃、汽车玻璃,包装袋。真空镀膜对真空的要求非常严格,根据不同的真控制可以划分为低真空(1至1E-5Torr),中真空(1E-5至1E-6Torr),高真空(1E-6至1E-8Torr),超高真空(低于1E-9Torr),针对不同的真空有多种测量方式,电容膜片(CDG)、导热(Piriani)、热阴极电离(HCIG)、粘度(自旋转子)等。
反应溅射是在溅射镀膜中,引入某些活性反应气体与溅射成不同于靶材的化合物薄膜。反应气体有O2、N2、CH4等。反应溅射的靶材可以是纯金属,也可以是化合物,反应溅射也可采用磁控溅射。如氮化铝薄膜可以采用磁控溅射铝靶材,气体通入一比一的氩气和氮气,反应溅射的优点是比直接溅射氮化铝靶材时间更快。磁控溅射可改变工作气体与氩气比例从而进行反应溅射,例如使用Si靶材,通入一定比例的N2,氩气作为工作气体,而氮气作为反应气体,能得到SiNx薄膜。通入氧气与氮气从而获得各种材料的氧化物与氮化物薄膜,通过改变反应气体与工作气体的比例也能对溅射速率进行调整,薄膜内组分也能相应调整。但反应气体过量时可能会造成靶中毒。镀膜技术可用于改善材料的摩擦性能。

镀膜技术工艺包括光刻、真空磁控溅射、电子束蒸镀、ITO镀膜、反应溅射,在微纳加工过程中,薄膜的形成方法主要为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。蒸发沉积(热蒸发、电子束蒸发)和溅射沉积是典型的物理方法,主要用于沉积金属单质薄膜、合金薄膜、化合物等。热蒸发是在高真空下,利用电阻加热至材料的熔化温度,使其蒸发至基底表面形成薄膜,而电子束蒸发为使用电子束加热。磁控溅射在高真空,在电场的作用下,Ar气被电离为Ar离子高能量轰击靶材,使靶材发生溅射并沉积于基底;磁控溅射方法沉积的薄膜纯度高、致密性好,热蒸发主要用于沉积低熔点金属薄膜或者厚膜;化学气相沉积(CVD)是典型的化学方法而等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是物理与化学相结合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生长氮化硅、氧化硅等介质膜。真空镀膜过程中需严格控制镀膜时间。温州真空镀膜机
PECVD的优势在于衬底能保持低温、良好的覆盖率、高度均匀的薄膜。平顶山真空镀膜仪
热氧化是在一定的温度和气体条件下,使硅片表面氧化一定厚度的氧化硅的。主要有干法氧化和湿法氧化,干法氧化是在硅片表面通入氧气,硅片与氧化反应生成氧化硅,氧化速率比较慢,氧化膜厚容易控制。湿法氧化在炉管当中通入氧气和氢气,两者反应生长水蒸气,水蒸气与硅片表面反应生长氧化硅,湿法氧化,速率比较快,可以生长比较厚的薄膜。直流(DC)磁控溅射与气压的关系-在一定范围内提高离化率(尽量小的压强下维持高的离化率)、提高均匀性要增加压强和保证薄膜纯度、提高薄膜附着力要减小压强的矛盾,产生一个平衡。提供一个额外的电子源,而不是从靶阴极获得电子。实现低压溅射(压强小于0.1帕)。射频(RF)磁控溅射特点-射频方法可以被用来产生溅射效应的原因是它可以在靶材上产生自偏压效应。在射频溅射装置中,击穿电压和放电电压明显降低。不必再要求靶材一定要是导电体。平顶山真空镀膜仪