原子层沉积技术和其他薄膜制备技术。与传统的薄膜制备技术相比,原子层沉积技术优势明显。传统的溶液化学方法以及溅射或蒸镀等物理方法(PVD)由于缺乏表面控制性或存在溅射阴影区,不适于在三维复杂结构衬底表面进行沉积制膜。化学气相沉积(CVD)方法需对前驱体扩散以及反应室温度均匀性严格控制,难以满足薄膜均匀性和薄厚精确控制的要求。相比之下,原子层沉积技术基于表面自限制、自饱和吸附反应,具有表面控制性,所制备薄膜具有优异的三维共形性、大面积的均匀性等特点,适应于复杂高深宽比衬底表面沉积制膜,同时还能保证精确的亚单层膜厚控制。因此,原子层沉积技术在微电子、能源、信息等领域得到应用。在一定温度下,真空当中,蒸发物质的蒸气与固体平衡过程中所表现出的压力, 称为该物质的饱和蒸气压。珠海功率器件真空镀膜工艺
真空镀膜:离子镀膜法:离子镀膜技术是在真空条件下,应用气体放电实现镀膜的,即在真空室中使气体或蒸发物质电离,在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下、同时将蒸发物或其反应产物蒸镀在基片上。根据不同膜材的气化方式和离化方式可分为不同类型的离子镀膜方式。膜材的气化方式有电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、高频感应加热、阴极弧光放电加热等。气体分子或原子的离化和启动方式有:辉光放电型、电子束型、热电子型、等离子电子束型、多弧型及高真空电弧放电型,以及各种形式的离子源等。不同的蒸发源与不同的电离或激发方式可以有多种不同的组合。目前比较常用的组合方式有:云南磁控溅射真空镀膜外协真空镀膜机在集成电路制造中的应用:晶体管路中的保护层、电极管线等多是采用CVD技术。
真空镀膜:离子镀特点:离子镀是物理的气相沉积方法中应用较普遍的一种镀膜工艺。离子镀的基本特点是采用某种方法(如电子束蒸发磁控溅射,或多弧蒸发离化等)使中性粒子电离成离子和电子,在基体上必须施加负偏压,从而使离子对基体产生轰击,适当降低负偏压后使离子进而沉积于基体成膜,适用于高速钢工具,热锻模等材料的表面处理过程。离子镀的优点如下:膜层和基体结合力强,反应温度低。膜层均匀,致密。在负偏压作用下绕镀性好。无污染。多种基体材料均适合于离子镀。
真空镀膜的物理过程:PVD(物理的气相沉积技术)的基本原理可分为三个工艺步骤:(1)金属颗粒的气化:即镀料的蒸发、升华或被溅射从而形成气化源(2)镀料粒子((原子、分子或离子)的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞,产生多种反应。(3)镀料粒子在基片表面的沉积。热蒸发主要是三个过程:1.蒸发材料从固态转化为气态的过程。2.气化原子或分子在蒸发源与基底之间的运输 3.蒸发原子或分子在衬底表面上淀积过程,即是蒸汽凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜的过程。真空镀膜中离子镀的镀层组织致密、无小孔、无气泡、厚度均匀。
电子束蒸发镀膜技术是一种制备高纯物质薄膜的主要方法,在电子束加热装置中,被加热的物质被放置于水冷的坩埚中电子束只轰击到其中很少的一部分物质,而其余的大部分物质在坩埚的冷却作用下一直处于很低的温度,即后者实际上变成了被蒸发物质的坩埚。因此,电子束蒸发沉积方法可以做到避免坩埚材料的污染。在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚,这使得人们可以同时或分别蒸发和沉积多种不同的物质。现今主流的电子束蒸发设备中对镀膜质量起关键作用的是电子枪和离子源。解决靶中毒主要有使用射频电源进行溅射、采用闭环控制反应气体通入流量、使用孪生靶交替溅射等。吉林贵金属真空镀膜加工平台
利用PECVD生长的氮化硅薄膜薄膜成分和厚度容易控制。珠海功率器件真空镀膜工艺
等离子体化学气相沉积法,利用了等离子体的活性来促进反应,使化学反应能在较低的温度下进行。优点是:反应温度降低,沉积速率较快,成膜质量好,不容易破裂。缺点是:设备投资大、对气管有特殊要求。PECVD,等离子体化学气相沉积法是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离,使局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,两种或多种气体很容易发生反应,在衬底上沉积出所期待的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行,利用了等离子体的活性来促进反应,因此,这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积。珠海功率器件真空镀膜工艺