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。貴州光學(xué)真空鍍膜
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)糇鳛榧訜嵩瑢Ⅺu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。成都UV光固化真空鍍膜真空鍍膜過程中需避免鍍膜材料污染。
通過PVD制備的薄膜通常存在應(yīng)力問題,不同材料與襯底間可能存在壓應(yīng)力或張應(yīng)力,在多層膜結(jié)構(gòu)中可能同時(shí)存在多種形式的應(yīng)力。薄膜應(yīng)力的起源是薄膜生長過程中的某種結(jié)構(gòu)不完整性(雜質(zhì)、空位、晶粒邊界、錯(cuò)位等)、表面能態(tài)的存在、薄膜與基底界面間的晶格錯(cuò)配等。PVD鍍膜(離子鍍膜)技術(shù)的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢—和真空蒸發(fā)鍍膜真空濺射鍍膜相比較,PVD離子鍍膜具有如下優(yōu)點(diǎn):膜層與工件表面的結(jié)合力強(qiáng),更加持久和耐磨、離子的繞射性能好,能夠鍍形狀復(fù)雜的工件、膜層沉積速率快,生產(chǎn)效率高、可鍍膜層種類廣、膜層性能穩(wěn)定、安全性高。
介質(zhì)薄膜是重要的半導(dǎo)體薄膜之一。它可用作電路間的絕緣層,掩蔽半導(dǎo)體主要元件的相互擴(kuò)散和漏電現(xiàn)象,從而進(jìn)一步改善半導(dǎo)體操作性能的可靠性;它還可用作保護(hù)膜,在半導(dǎo)體制程的環(huán)節(jié)生成保護(hù)膜,保護(hù)芯片不受外部沖擊;或用作隔離膜,在堆疊一層層元件后進(jìn)行刻蝕時(shí),防止無需移除的部分被刻蝕。淺槽隔離(STI,ShallowTrenchIsolation)和金屬層間電介質(zhì)層(就是典型的例子。沉積材料主要有二氧化硅(SiO2),碳化硅(SiC)和氮化硅(SiN)等。真空鍍膜技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要支柱。
在真空狀態(tài)下,加熱蒸發(fā)容器中的靶材,使其原子或分子逸出,沉積在目標(biāo)物體表面,形成固態(tài)薄膜。依蒸鍍材料、基板的種類可分為:抵抗加熱、電子束、高周波誘導(dǎo)、雷射等加熱方式。蒸鍍材料有鋁、亞鉛、金、銀、白金、鎳等金屬材料與可產(chǎn)生光學(xué)特性薄膜的材料,主要有使用SiO2、TiO2、ZrO2、MgF2等氧化物與氟化物。電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出大量的氬離子和電子。氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,濺射出大量的靶原子,靶原子沉積在基片表面形成膜。二次電子受到磁場影響,被束縛在靶面的等離子體區(qū)域,二次電子在磁場作用下繞靶面做圓周運(yùn)動,在運(yùn)動過程中不斷和氬原子發(fā)生撞擊,電離出大量氬離子轟擊靶材。鍍膜技術(shù)為產(chǎn)品提供優(yōu)越的防腐保護(hù)。吉林等離子體增強(qiáng)氣相沉積真空鍍膜
真空鍍膜過程中需防止塵埃污染。貴州光學(xué)真空鍍膜
反應(yīng)濺射是在濺射鍍膜中,引入某些活性反應(yīng)氣體與濺射成不同于靶材的化合物薄膜。反應(yīng)氣體有O2、N2、CH4等。反應(yīng)濺射的靶材可以是純金屬,也可以是化合物,反應(yīng)濺射也可采用磁控濺射。如氮化鋁薄膜可以采用磁控濺射鋁靶材,氣體通入一比一的氬氣和氮?dú)?,反?yīng)濺射的優(yōu)點(diǎn)是比直接濺射氮化鋁靶材時(shí)間更快。磁控濺射可改變工作氣體與氬氣比例從而進(jìn)行反應(yīng)濺射,例如使用Si靶材,通入一定比例的N2,氬氣作為工作氣體,而氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)氣體,能得到SiNx薄膜。通入氧氣與氮?dú)鈴亩@得各種材料的氧化物與氮化物薄膜,通過改變反應(yīng)氣體與工作氣體的比例也能對濺射速率進(jìn)行調(diào)整,薄膜內(nèi)組分也能相應(yīng)調(diào)整。但反應(yīng)氣體過量時(shí)可能會造成靶中毒。貴州光學(xué)真空鍍膜