使用PECVD,高能電子可以將氣體分子激發(fā)到足夠活躍的狀態(tài),使得在相對低溫下就能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這對于敏感于高溫或者不能承受高溫處理的材料(如塑料)來說是一個(gè)重要的優(yōu)勢。等離子體中的反應(yīng)物質(zhì)具有很高的動能,可以使得它們在各種表面,包括垂直和傾斜的表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這就使得PECVD可以在基板的全范圍內(nèi),包括難以接觸的區(qū)域,形成高質(zhì)量的薄膜。在PECVD過程中,射頻能量引發(fā)原料氣體形成等離子體。這個(gè)等離子體由高能電子和離子組成,它們能夠在各種表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這就使得反應(yīng)物質(zhì)能夠均勻地分布在整個(gè)基板上,從而形成均勻的薄膜。且PECVD可以在相對低溫下進(jìn)行,因此基板上的熱效應(yīng)對薄膜的形成影響較小。這進(jìn)一步有助于保持薄膜的均勻性。鍍膜技術(shù)為產(chǎn)品增添獨(dú)特的美學(xué)效果。福建功率器件真空鍍膜
電子束真空鍍膜的物理過程:物理的氣相沉積技術(shù)的基本原理可分為三個(gè)工藝步驟:(1)電子束激發(fā)鍍膜材料金屬顆粒的氣化:即鍍膜材料的蒸發(fā)、升華從而形成氣化源,(2)鍍膜材料粒子((原子、分子或離子)的遷移:由氣化源供出原子、分子或離子(原子團(tuán)、分子團(tuán)或離子團(tuán))經(jīng)過碰撞,產(chǎn)生多種反應(yīng)。(3)鍍膜材料粒子在基片表面的沉積。LPCVD反應(yīng)的能量源是熱能,通常其溫度在500℃-1000℃之間,壓力在0.1Torr-2Torr以內(nèi),影響其沉積反應(yīng)的主要參數(shù)是溫度、壓力和氣體流量,它的主要特征是因?yàn)樵诘蛪涵h(huán)境下,反應(yīng)氣體的平均自由程及擴(kuò)散系數(shù)變大,膜厚均勻性好、臺階覆蓋性好。目前采用LPCVD工藝制作的主要材料有:多晶硅、單晶硅、非晶硅、氮化硅等。陜西真空鍍膜技術(shù)鍍膜層可賦予材料特定的顏色效果。
LPCVD的制程主要包括以下幾個(gè)步驟:預(yù)處理:在LPCVD之前,需要對襯底進(jìn)行清潔和預(yù)熱,以去除表面的雜質(zhì)和水分,防止薄膜沉積過程中產(chǎn)生缺陷或不均勻。預(yù)處理的方法有濕法清潔、干法清潔、氫退火等。裝載:將經(jīng)過預(yù)處理的襯底放入LPCVD反應(yīng)器中,一般采用批量裝載的方式,可以同時(shí)處理多片襯底,提高生產(chǎn)效率。裝載時(shí)需要注意襯底之間的間距和排列方式,以保證沉積均勻性。抽真空:在LPCVD反應(yīng)器中抽真空,將反應(yīng)器內(nèi)的壓力降低到所需的工作壓力,一般在0.1-10托爾之間。抽真空的目的是減少氣體分子之間的碰撞,增加氣體分子與襯底表面的碰撞概率,從而提高沉積速率和均勻性。
LPCVD設(shè)備中常用的是水平式LPCVD設(shè)備,因?yàn)槠渚哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、操作方便、沉積速率高、產(chǎn)能大等優(yōu)點(diǎn)。水平式LPCVD設(shè)備可以根據(jù)不同的加熱方式進(jìn)行分類。常見的分類有以下幾種:(1)電阻絲加熱式LPCVD設(shè)備,是指使用電阻絲作為加熱元件,將電阻絲纏繞在反應(yīng)室外壁或內(nèi)壁上,通過電流加熱反應(yīng)室和襯底;(2)鹵素?zé)艏訜崾絃PCVD設(shè)備,是指使用鹵素?zé)糇鳛榧訜嵩?,將鹵素?zé)舭惭b在反應(yīng)室外壁或內(nèi)壁上,通過輻射加熱反應(yīng)室和襯底;(3)感應(yīng)加熱式LPCVD設(shè)備,是指使用感應(yīng)線圈作為加熱元件,將感應(yīng)線圈圍繞在反應(yīng)室外壁或內(nèi)壁上,通過電磁感應(yīng)加熱反應(yīng)室和襯底。真空鍍膜技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要支柱。
鍍膜技術(shù)工藝包括光刻、真空磁控濺射、電子束蒸鍍、ITO鍍膜、反應(yīng)濺射,在微納加工過程中,薄膜的形成方法主要為物理沉積、化學(xué)沉積和混合方法沉積。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。熱蒸發(fā)是在高真空下,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發(fā)至基底表面形成薄膜,而電子束蒸發(fā)為使用電子束加熱。磁控濺射在高真空,在電場的作用下,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,使靶材發(fā)生濺射并沉積于基底;磁控濺射方法沉積的薄膜純度高、致密性好,熱蒸發(fā)主要用于沉積低熔點(diǎn)金屬薄膜或者厚膜;化學(xué)氣相沉積(CVD)是典型的化學(xué)方法而等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)是物理與化學(xué)相結(jié)合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生長氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。薄膜中存在的各種缺陷是產(chǎn)生本征應(yīng)力的主要原因,這些缺陷一般都是非平衡缺陷,但需要外界給予活化能。南通真空鍍膜廠家
真空鍍膜在電子產(chǎn)品中不可或缺。福建功率器件真空鍍膜
沉積工藝也可分為化學(xué)氣相沉積和物理的氣相沉積。CVD的優(yōu)點(diǎn)是速率快,且由于在晶圓表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),擁有臺階覆蓋率。但從上述化學(xué)方程式中不難看出,其缺點(diǎn)就是產(chǎn)生副產(chǎn)物廢氣。在半導(dǎo)體制程中,很難將這些廢氣完全排出,難免會參雜些不純物質(zhì)。因此,CVD多用于不需要精確把控材料特性的沉積涂層,如沉積各種消耗性的膜層(硬掩模)或各種厚絕緣薄膜等。PVD則向晶圓表面直接轟擊要沉積的材料。也就是說,如果想在晶圓表面沉積A物質(zhì),則需將A物質(zhì)氣化后,使其沉積到晶圓表面。常用的PVD方法有濺射,這在刻蝕工藝中也曾涉及過。在這種方法中,我們先向A物質(zhì)靶材轟擊離子束(主要采用惰性氣體),使A物質(zhì)粒子濺射出來,再將脫落的粒子轉(zhuǎn)移至硅片表面,并形成薄膜。PVD的優(yōu)點(diǎn)是無副產(chǎn)物,沉積薄膜的純度高,且還可以沉積鎢(W)、鈷(Co)等無反應(yīng)能力的純凈物材料。因此,多用于純凈物的金屬布線。福建功率器件真空鍍膜