物理氣相淀積上ppt課件-wenkub
2023-01-30 02:42:41 本頁面
【正文】 (Torr)： 1torr＝ 1 /760atm＝ 1mmHg 毫巴 (mbar)： 1mbar=102Pa ? 真空度 ：低于大氣壓的氣體稀薄程度。 各種不同類型的薄膜淀積到硅片上 ， 在某些情況下 ，這些薄膜成為器件結(jié)構(gòu)中的一個(gè)完整部分 ， 另外一些薄膜則充當(dāng)了工藝過程中的犧牲品 ， 并且在后續(xù)的工藝中被去掉 。第五章 物理氣相淀積 內(nèi)容 ?概述 ?真空技術(shù) ?蒸發(fā) ?濺射 ?薄膜淀積機(jī)理 概述 ?形成薄膜技術(shù)：薄膜生長技術(shù)、薄膜淀積技術(shù) ?薄膜生長技術(shù)：專指襯底材料也是形成薄膜的元素之一，（如硅的熱氧化生長二氧化硅） ?薄膜淀積技術(shù)：薄膜形成過程中不消耗晶片或襯底材料， ?薄膜淀積技術(shù)一般可分為兩類： ?化學(xué)氣相淀積（ CVD）：利用化學(xué)反應(yīng)生成所需的薄膜材料，常用于各種介質(zhì)材料和半導(dǎo)體材料的淀積，如二氧化硅、多晶硅、氮化硅等，但是隨著 CVD技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。 在 SSI和 MSI IC時(shí)代 ， 蒸發(fā)是主要的金屬化方法 。 ? 真空區(qū)域劃分 ：粗真空、低真空、高真空、超高真空 1) 粗真空 （ 1 105Pa～ 1 102Pa），氣態(tài)空間的特性和大氣差不多，氣體分子的平均自由程短； 2) 低真空 （ 1 102Pa～ 1 10－ 1Pa），每立方厘米的氣體分子數(shù)為 1016～ 1013個(gè)，此真空區(qū)域由于分子數(shù)減少，分子的平均自由程和容器的尺寸相當(dāng)； 3) 高真空 （ 1 10－ 1Pa～ 1 10－ 6Pa），氣體分子的平均自由程大于一般容器的線度。 根據(jù)理想氣體定律 , 代入上式，得到 mkTc?8??nd 221?? ?kTPVNn ??PdkT22 ?? ?式中 d為分子直徑， P為腔體壓強(qiáng)；n為單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)；式中 m為氣體分子質(zhì)量， 注意： 這些公式只是在 時(shí)適用 ,L為腔體的特征長度 L???? 真空的獲得 ： ? 真空系統(tǒng)的組成：待抽空的容器（真空室）、獲得真空的設(shè)備（真空泵）、測量真空的器具（真空計(jì)）以及必要的管道、閥門和其它附屬設(shè)備 ? 原理：當(dāng)真空管道兩端存在壓力差的時(shí)候，氣體會(huì)從高壓處向低壓處擴(kuò)散，形成氣體流動(dòng) ? 對于任何一個(gè)真空系統(tǒng)而言，都不可能得到絕對真空（ P=0），而是具有一定壓強(qiáng)－－稱為 極限壓強(qiáng) （或極限真空），這是該系統(tǒng)所能滿足需要的重要指標(biāo)；第二個(gè)主要指標(biāo)是 抽氣速率 －－指在規(guī)定壓強(qiáng)下單位時(shí)間所抽氣體的體積，它決定抽真空所需要的時(shí)間。 ? 通常是講幾種真空泵組合使用，如機(jī)械泵＋擴(kuò)散泵、吸附泵＋濺射離子泵＋鈦升華泵系統(tǒng)，前者為有油系統(tǒng)后者為無油系統(tǒng)。這些部件全部浸在機(jī)械泵油中，轉(zhuǎn)子偏心地置于定子泵內(nèi)。 4) 為減小有害空間的影響，通常采用雙級泵。 1) 過程 ：當(dāng)擴(kuò)散泵油被加熱后會(huì)產(chǎn)生大量的油蒸氣，油蒸氣沿著蒸氣導(dǎo)管傳輸?shù)缴喜?，?jīng)過，傘形噴嘴向外噴射出來。 油擴(kuò)散泵 外形 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2) 擴(kuò)散泵必須與機(jī)械泵配合使用才能組成高真空系統(tǒng)，單獨(dú)使用擴(kuò)散泵是沒有抽氣作用的。 1) 渦輪分子泵： 靠高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子碰撞氣體分子并把它驅(qū)向排氣口，由前級泵抽走，而使得被抽容器獲得超高真空的一種機(jī)械式真空泵。目前還沒有一種真空計(jì)能夠測量從大氣到10－ 10Pa的整個(gè)領(lǐng)域的真空度。 為了獲得更好的臺(tái)階覆蓋 、 間隙填充和濺射速度 ， 在 70年代后期 ， 在大多數(shù)硅片制造技術(shù)領(lǐng)域?yàn)R射已取代蒸發(fā) 。 ?缺點(diǎn)：不容易獲得 結(jié)晶結(jié)構(gòu)薄膜 、 薄膜和基板的附著力小 、 工藝重復(fù)性不好 ， 不能產(chǎn)生臺(tái)階覆蓋； 性能上不能形成具有深寬比大于 :1的連續(xù)薄膜；還有對淀積合金的限制 。 基板溫度遠(yuǎn)低于蒸發(fā)源溫度 ，則淀積分子在基板表面直接發(fā)生氣相到固相的轉(zhuǎn)變過程 。 常用材料的飽和蒸氣壓 ?蒸發(fā)速率 2)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1