在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发(或溅射),使其沉积在被涂覆的物体(称基片、基板或基体)上的方法称为真空镀膜法。真空蒸镀简称蒸镀,是在真空条件下,用一定的方法加热锻膜材料(简称膜料)使之气化,并沉积在工件表面形成固态薄膜。以动量传递的方法,用荷能粒子轰击材料表面,使其表面原子获得足够的能量而飞逸出来的过程称为溅射。离子镀膜技术简称离子镀,离子镀是在真空条件下,利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离,在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物质或其反应产物沉积在基片上。电阻加热蒸镀是用丝状或片状的钨、钼、钽高熔点金属做成适当形状的蒸发源,将膜料放在其中,接通电源,电阻直接加热膜料而使其蒸发。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。上海真空镀膜厂
介质薄膜是重要的半导体薄膜之一。它可用作电路间的绝缘层,掩蔽半导体主要元件的相互扩散和漏电现象,从而进一步改善半导体操作性能的可靠性;它还可用作保护膜,在半导体制程的环节生成保护膜,保护芯片不受外部冲击;或用作隔离膜,在堆叠一层层元件后进行刻蚀时,防止无需移除的部分被刻蚀。浅槽隔离(STI,ShallowTrenchIsolation)和金属层间电介质层(就是典型的例子。沉积材料主要有二氧化硅(SiO2),碳化硅(SiC)和氮化硅(SiN)等。江门UV光固化真空镀膜真空镀膜技术普遍应用于工业制造。
器件尺寸按摩尔定律的要求不断缩小,栅极介质的厚度不断减薄,但栅极的漏电流也随之增大。在5.0nm以下,SiO2作为栅极介质所产生的漏电流已无法接受,这是由电子的直接隧穿效应造成的。HfO2族的高k介质是目前比较好的替代SiO2/SiON的选择。HfO2族的高k介质主要通过原子层沉积(ALD)或金属有机物化学气相沉积(MOCVD)等方法沉积。介质膜的主要作用有:1.改善半导体器件和集成电路参数;2.增强器件的稳定性和可靠性,二次钝化可强化器件的密封性,屏蔽外界杂质、离子电荷、水汽等对器件的有害影响;3.提高器件的封装成品率,钝化层为划片、装架、键合等后道工艺处理提供表面的机械保护;4.其它作用,钝化膜及介质膜还可兼作表面及多层布线的绝缘层;
LPCVD设备的设备构造可以根据不同的反应室形状和衬底放置方式进行分类。常见的分类有以下几种:(1)水平式LPCVD设备,是指反应室呈水平圆筒形,衬底水平放置在反应室内部或外部的托盘上,气体从一端进入,从另一端排出;(2)垂直式LPCVD设备,是指反应室呈垂直圆筒形,衬底垂直放置在反应室内部或外部的架子上,气体从下方进入,从上方排出;(3)旋转式LPCVD设备,是指反应室呈水平或垂直圆筒形,衬底放置在反应室内部或外部可以旋转的盘子上,气体从一端进入,从另一端排出;(4)行星式LPCVD设备,是指反应室呈水平或垂直圆筒形,衬底放置在反应室内部或外部可以旋转并围绕中心轴转动的盘子上,气体从一端进入,从另一端排出。使用CVD的方式进行沉积氧化氮化硅(SiOxNy)与氮化硅(SiNx)能有效提高钝化发射极和后极电池效率。
LPCVD设备中的工艺参数之间是相互影响和相互制约的,不能单独考虑或调节。例如,反应温度、压力、流量、种类和比例都会影响反应速率和沉积速率,而沉积速率又会影响薄膜的厚度和时间。因此,为了得到理想的薄膜材料,需要综合考虑各个工艺参数之间的关系和平衡,通过实验或模拟来确定比较好的工艺参数组合。一般来说,LPCVD设备中有以下几种常用的工艺参数优化方法:(1)正交试验法,是指通过设计正交表来安排实验次数和水平,通过分析实验结果来确定各个工艺参数对薄膜性能的影响程度和比较好水平;(2)响应面法,是指通过建立数学模型来描述各个工艺参数与薄膜性能之间的关系,通过求解模型来确定比较好的工艺参数组合;(3)遗传算法法,是指通过模拟自然选择和遗传变异等过程来搜索比较好的工艺参数组合。真空镀膜过程中需严格控制电场强度。共溅射真空镀膜
真空镀膜技术可用于制造光学镜片。上海真空镀膜厂
对于PECVD如果成膜质量差,则主要由一下几项因素造成:1.样片表面清洁度差,检查样品表面是否清洁。2.工艺腔体清洁度差,清洗工艺腔体。3.样品温度异常,检查温控系统是否正常,校准测温热电偶。4.膜淀积过程中压力异常,检查腔体真空系统漏率。5.射频功率设置不合理,检查射频电源,调整设置功率。影响PECVD工艺质量的因素主要有以下几个方面:1.起辉电压:间距的选择应使起辉电压尽量低,以降低等离子电位,减少对衬底的损伤。2.极板间距和腔体气压:极板间距较大时,对衬底的损伤较小,但间距不宜过大,否则会加重电场的边缘效应,影响淀积的均匀性。反应腔体的尺寸可以增加生产率,但是也会对厚度的均匀性产生影响。3.射频电源的工作频率,射频PECVD通常采用50kHz~13.56MHz频段射频电源,频率高,等离子体中离子的轰击作用强,淀积的薄膜更加致密,但对衬底的损伤也比较大。上海真空镀膜厂