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。真空镀膜技术一般分为两大类,即物理的气相沉积技术和化学气相沉积技术。连云港真空镀膜机
电子束蒸发是目前真空镀膜技术中一种成熟且主要的镀膜方法,它解决了电阻加热方式中钨舟材料与蒸镀源材料直接接触容易互混的问题。同时在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚,实现同时或分别蒸发,沉积多种不同的物质。通过电子束蒸发,任何材料都可以被蒸发,不同材料需要采用不同类型的坩埚以获得所要达到的蒸发速率。电子束蒸发可以蒸发高熔点材料,比一般电阻加热蒸发热效率高、束流密度大、蒸发速度快,制成的薄膜纯度高、质量好,通过晶振控制,厚度可以较准确地控制,可以广泛应用于制备高纯薄膜和各种光学材料薄膜。电子束蒸发的金属粒子只能考自身能量附着在衬底表面,台阶覆盖性比较差,如果需要追求台阶覆盖性和薄膜粘附力,建议使用磁控溅射。黑龙江真空镀膜加工平台镀膜技术可用于改善材料的摩擦性能。
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。
PECVD(等离子增强化学气相沉积或等离子体辅助化学气相沉积),是一种利用等离子体在较低温度下进行沉积的一种薄膜生长技术。等离子体中大部分原子或分子被电离,通常使用射频(RF)产生,但也可以通过交流电(AC)或直流电(DC)在两个平行电极之间放电产生。PECVD是一种基于真空的工艺,通常在<0.1Torr的压力下进行,允许相对较低的基板温度,从室温到300°C。通过利用等离子体为这些沉积反应的发生提供能量,而不是将基板加热到很高的的温度来驱动这些沉积反应。由于PECVD沉积温度较低,沉积的薄膜应力较小,结合力更强。真空镀膜技术普遍应用于工业制造。
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。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。山西真空镀膜实验室
镀膜后的零件具有优异的导电性能。连云港真空镀膜机
LPCVD设备中还有一个重要的工艺参数是气体前驱体的流量,因为它也影响了反应速率、反应机理、反应产物、反应选择性等方面。一般来说,流量越大,气体在反应室内的浓度越高,反应速率越快,沉积速率越高;流量越小,气体在反应室内的浓度越低,反应速率越慢,沉积速率越低。但是,并不是流量越大越好,因为过大的流量也会带来一些不利的影响。例如,过大的流量会导致气体在反应室内的停留时间缩短,从而降低沉积效率或增加副产物;过大的流量会导致气体在反应室内的流动紊乱,从而降低薄膜的均匀性或质量;过大的流量会导致气体前驱体之间或与衬底材料之间的竞争反应增加,从而改变反应机理或反应选择性。连云港真空镀膜机