LPCVD設備中的薄膜材料的質(zhì)量和性能可以通過多種方法進行表征和評價。常見的表征和評價方法有以下幾種:(1)厚度測量法,是指通過光學或電子手段來測量薄膜的厚度,如橢圓偏振儀、納米壓痕儀、電子顯微鏡等;(2)成分分析法,是指通過光譜或質(zhì)譜手段來分析薄膜的化學成分,如X射線光電子能譜(XPS)、二次離子質(zhì)譜(SIMS)、原子發(fā)射光譜(AES)等;(3)結(jié)構(gòu)表征法,是指通過衍射或散射手段來表征薄膜的晶體結(jié)構(gòu),如X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)、透射電子顯微鏡(TEM)等;(4)性能測試法,是指通過電學或力學手段來測試薄膜的物理性能,如電阻率、介電常數(shù)、硬度、應力等。LPCVD主要特征是因為在低壓環(huán)境下,反應氣體的平均自由程及擴散系數(shù)變大,膜厚均勻性好、臺階覆蓋性好。佛山PVD真空鍍膜
對于典型的半導體應用,基板被放置在兩個平行電極之間的沉積室中一個接地電極,通常是一個射頻通電電極.前體氣體如硅烷(SiH4)和氨(NH3)通常與惰性氣體如氬氣(Ar)或氮氣(N2)混合以控制過程。這些氣體通過基板上方的噴頭固定裝置引入腔室,有助于將氣體更均勻地分布到基板上。等離子體由電極之間的放電(100–300eV)點燃,在基板周圍發(fā)生啟輝,有助于產(chǎn)生驅(qū)動化學反應的熱能。前體氣體分子與高能電子碰撞,然后通過氣流傳播到基板,在那里它們發(fā)生反應并被吸收在基板表面上以生長薄膜。然后將化學副產(chǎn)品抽走,完成沉積過程。佛山PVD真空鍍膜LPCVD設備可以沉積多種類型的薄膜材料,如多晶硅、氮化硅、氧化硅、碳化硅等。
高頻淀積的薄膜,其均勻性明顯好于低頻,這時因為當射頻電源頻率較低時,靠近極板邊緣的電場較弱,其淀積速度會低于極板中心區(qū)域,而頻率高時則邊緣和中心區(qū)域的差別會變小。4.射頻功率,射頻的功率越大離子的轟擊能量就越大,有利于淀積膜質(zhì)量的改善。因為功率的增加會增強氣體中自由基的濃度,使淀積速率隨功率直線上升,當功率增加到一定程度,反應氣體完全電離,自由基達到飽和,淀積速率則趨于穩(wěn)定。5.氣壓,形成等離子體時,氣體壓力過大,單位內(nèi)的反應氣體增加,因此速率增大,但同時氣壓過高,平均自由程減少,不利于淀積膜對臺階的覆蓋。氣壓太低會影響薄膜的淀積機理,導致薄膜的致密度下降,容易形成針狀態(tài)缺陷;氣壓過高時,等離子體的聚合反應明顯增強,導致生長網(wǎng)絡規(guī)則度下降,缺陷也會增加;6.襯底溫度,襯底溫度對薄膜質(zhì)量的影響主要在于局域態(tài)密度、電子遷移率以及膜的光學性能,襯底溫度的提高有利于薄膜表面懸掛鍵的補償,使薄膜的缺陷密度下降。襯底溫度對淀積速率的影響小,但對薄膜的質(zhì)量影響很大。溫度越高,淀積膜的致密性越大,高溫增強了表面反應,改善了膜的成分
LPCVD的關(guān)鍵硬件主要包括以下幾個部分:反應器:LPCVD反應器是用于進行LPCVD制程的主要設備,它由一個密封的容器和一個加熱系統(tǒng)組成。根據(jù)反應器的形狀和加熱方式的不同,LPCVD反應器可以分為水平管式反應器、垂直管式反應器、單片反應器等。水平管式反應器是一種常用的LPCVD反應器,它由一個水平放置的石英管和一個螺旋形的電阻絲加熱系統(tǒng)組成,可以同時處理多片襯底,具有較高的生產(chǎn)效率和較好的沉積均勻性。垂直管式反應器是另一種常用的LPCVD反應器,它由一個垂直放置的石英管和一個電磁感應加熱系統(tǒng)組成,可以實現(xiàn)更高的沉積溫度和更快的沉積速率,適用于高溫沉積材料。鍍膜層能有效提升產(chǎn)品的化學穩(wěn)定性。
電子束蒸發(fā)蒸鍍?nèi)珂u(W)、鉬(Mo)等高熔點材料,需要在坩堝的結(jié)構(gòu)上做一定的改進。高熔點的材料采用錠或者顆粒狀放在坩堝當中,因為水冷坩堝導熱過快,材料難以達到其蒸發(fā)的溫度。經(jīng)過實驗的驗證,蒸發(fā)高熔點的材料可以用薄片來蒸鍍,將1mm材料薄片架空于碳坩堝上沿,薄片只能通過坩堝邊沿來導熱,散熱速率慢,有利于達到蒸發(fā)的熔點。采用此方法可滿足蒸鍍50nm以下的材料薄膜。PVD(氣相沉積)鍍膜技術(shù)主要分為三類,真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍和真空離子鍍膜。對應于PVD技術(shù)的三個分類,相應的真空鍍膜設備也就有真空蒸發(fā)鍍膜機、真空濺射鍍膜機和真空離子鍍膜機這三種。近十多年來,真空離子鍍膜技術(shù)的發(fā)展是快的,它已經(jīng)成為當今先進的表面處理方式之一。我們通常所說的PVD鍍膜,指的就是真空離子鍍膜;通常所說的PVD鍍膜機,指的也就是真空離子鍍膜機。鍍膜技術(shù)為產(chǎn)品增添獨特的美學效果。淮南UV光固化真空鍍膜
熱氧化是在一定的溫度和氣體條件下,使硅片表面氧化一定厚度的氧化硅的。主要有干法氧化和濕法氧化。佛山PVD真空鍍膜
磁控濺射方向性要優(yōu)于電子束蒸發(fā),但薄膜質(zhì)量,表面粗糙度等方面不如電子束蒸發(fā)。但磁控濺射可用于多種材料,適用性廣,電子束蒸發(fā)則只能用于金屬材料蒸鍍,且高熔點金屬,如W,Mo等的蒸鍍較為困難。所以磁控濺射常用于新型氧化物,陶瓷材料的鍍膜,電子束則用于對薄膜質(zhì)量較高的金屬材料沉積源是真空鍍膜技術(shù)中另一個必不可少的設備。襯底支架是用于在沉積過程中將襯底固定到位的裝置。基板支架可以有不同的配置,例如行星式、旋轉(zhuǎn)式或線性平移,具體取決于應用要求。沉積源的選擇取決于涂層應用的具體要求,例如涂層材料、沉積速率和涂層質(zhì)量。佛山PVD真空鍍膜