薄膜成膜技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-05-24 13:55 本頁面
【正文】 第四章 薄膜成膜技術(shù) 本章重點(diǎn)介紹了常用的薄膜材料性能；干式薄膜成膜方法；電路圖形形成技術(shù)等。 ?常用薄膜材料 一、薄膜導(dǎo)體材料 導(dǎo)體薄膜的主要用途是形成電路圖形，為半導(dǎo)體元件、半導(dǎo)體芯片、電阻、電容等電路部件提供電極及相互引線，以及金屬化等。應(yīng)具有以下特性： ； ，為歐姆連接； 、機(jī)械強(qiáng)度高； ，電氣特性也不發(fā)生變化； ，成膜及形成圖形容易； ； Au絲、 Al絲引線鍵合及焊接等加工。 1) Ag ? Ag具有最高的電導(dǎo)率； ? 與氧化鋁陶瓷及玻璃的附著性好于 Au ? 易形成硫化物污染膜，易形成氧化銀 ? 大電流下，易發(fā)生電遷移，抗焊錫浸蝕性差 2)Au ? 導(dǎo)電好，不易氧化，抗蝕性好，電遷移效應(yīng)弱 ? 對(duì)于任何基片沒有直接的附著能力，只能用一些中間層來改善，如用鉻，鎳鉻，鈦，鎢等打底。 電遷移：金屬原子在電流作用下產(chǎn)生的定向遷移，其結(jié)果是在導(dǎo)線中產(chǎn)生 原子堆積形成的小丘或原子缺乏形成的空洞，造成電路短路或開路。 3) Cu ? 導(dǎo)電性僅次于 Ag,熔點(diǎn)高，與氧化鋁基片附著好，當(dāng)各種自然條件變化時(shí)，仍保持附著性 ? 幾乎能被用于所有合金材料中，生產(chǎn)成本低； ? 抗電遷移性能最好 4) Al ? 迄今為止， Al在薄膜導(dǎo)體中應(yīng)用最普遍 ? 對(duì)基片，介質(zhì)，半導(dǎo)體表面附著良好 ? 熔化溫度低 ( )，能用相對(duì)較低的工藝溫度沉積 ? 鍵合性良好 ? 電遷移效應(yīng)嚴(yán)重 實(shí)際上，采用單一導(dǎo)體很難滿足所有要求，構(gòu)成電子電路往 往需要多種導(dǎo)體膜的組合。 5) CrAu ? CrAu與玻璃間具有良好的附著性，無論對(duì) P型還是 N型 Si均能形成歐姆接觸，因此也常用作 Si IC工藝中 Al導(dǎo)線的替代； ? 其成膜方法有兩種，一是將基板加熱到 250攝氏度，依次真空蒸鍍 Cr和 Au,二是采用濺射法沉積。 ? CrAu可能引起的可靠性問題是 Cr向 Au中擴(kuò)散，由此會(huì)引起電阻增加。 6) NiCrAu ? 薄膜導(dǎo)體中應(yīng)用最廣泛的是 NiCrAu,其構(gòu)成是先蒸鍍 微米的 NiCr合金膜，再蒸鍍 Au ? 這種膜層在 200~400攝氏度的干燥氮?dú)庵蟹胖?24小時(shí)，阻值會(huì)有明顯增加 7) TiAu ? 以 Ti為底層的 TiAu，對(duì)于所有種類的基板都顯示出相當(dāng)高的附著力。 ? 在 250~350攝氏度的溫度下就形成化合物，使 Ti膜特性變差，造成阻值增加，因此，常在 Au與 Ti之間加入 Pt阻擋層。 二、常用薄膜電阻材料 薄膜電阻用原材料的電阻率多分布在 范圍內(nèi)，通常由此做成方阻值為 的薄膜方電 阻。 以下的低方阻值電阻需求不多，為了獲得高方阻值 的薄膜電阻，或增加電阻膜長度，或減少電阻膜厚度。電阻 體薄膜實(shí)際使用的 TCR應(yīng)在 以下，且電性能穩(wěn)定。 1) NiCr ? 迄今為止用作電阻最好的材料。不論在氧化鋁陶瓷還是玻璃基片上，都非常穩(wěn)定。也不會(huì)發(fā)生調(diào)阻后的阻值漂移； ? 真空蒸發(fā)中， Ni與 Cr蒸發(fā)壓力之間存在相當(dāng)大差異，因?yàn)镃r的高蒸發(fā)壓力，其占據(jù)的組分隨沉積時(shí)間增長而變大。故常采用濺射技術(shù)沉積。 1 0 0 ~ 2 0 0 0 cm???1 0 / ~ 1 0 0 0 /??10 /?0100 /ppm C2) TaN ? 采用濺射方法，在干燥的氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行； ? 電阻值范圍寬，可達(dá) ； ? 工作條件下具有長期的穩(wěn)定性。 三、常用薄膜介質(zhì)材料 Ta材料用于電容器材料已有幾十年歷史，其特點(diǎn)是容量大，穩(wěn)定性高；濺射 Ta膜經(jīng)陽極氧化形成 TaO,且整個(gè)電路的電阻器和電容器和引線都鉭膜化，制造工藝簡單，提高了可靠性，降低了成本。 5 ~ 20k??? 薄膜成
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