微細加工12物理淀積(編輯修改稿)
2025-02-10 00:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 料的要求： 熔點遠高于蒸發(fā)源的熔點 ，且蒸汽壓極低； 蒸發(fā)過程中不軟化 ， 不與蒸發(fā)源生成合金 。 容易加工成所需要的各種形狀 。 常用的電阻加熱器材料有鎢 、 鉬 、 鉭等 。 電阻加熱器 電阻加熱方式（金屬絲） 硅片加熱器 硅片架 硅片 真空室鐘罩 蒸發(fā)料 蒸發(fā)源加熱電極 金屬舟 抽氣 電阻加熱的優(yōu)點是設(shè)備簡單；缺點是可能受到來自加熱器的 K+、 Na+ 離子的沾污。 電阻加熱方式（金屬舟） 電子束加熱方式 B 電子束 加速聚焦系統(tǒng) 電子槍 硅片架 硅片 坩鍋 冷卻水 蒸發(fā)料 電子束加熱的優(yōu)點 ： (1) 沾污少，膜的純度高； (2) 能蒸發(fā)各種高熔點的難熔金屬和非金屬。缺點： (1) 設(shè)備復(fù)雜； (2) 有一定的輻射損傷，蒸發(fā)后需進行退火處理。 高頻感應(yīng)加熱方式 蒸發(fā)工藝中影響薄膜質(zhì)量的因素 淀積前硅片的清洗 除化學清洗外 ， 可在蒸發(fā)前對硅片進行輕微的濺射處理 。 蒸發(fā)速率 蒸發(fā)速率過低，金屬膜不光亮，電阻大，鍵合困難；蒸發(fā)速率過大會在硅片表面形成金屬原子團淀積小丘，影響光刻，且厚度也不易控制。 襯底溫度 較高的襯底溫度可使薄膜與襯底粘附得更好 ， 有利于降低接觸電阻 。 真空度的確定 為了減小薄膜的沾污和提高薄膜的附著力，要求蒸發(fā)物粒子盡量避免與殘余氣體分子的碰撞，也就是要求盡量增大殘余氣體分子的平均自由程。根據(jù)氣體分子運動論，室溫下， 一般蒸發(fā)設(shè)備中，蒸發(fā)源到硅片的間距不超過 50 cm，由此可算出氣壓應(yīng)小于 10 4 Torr ，這就是真空蒸發(fā)設(shè)備中真空度的下限。實際的真空度范圍為 104 ~ 107 Torr。 325 . 0 1 0 ( c m )2kTpdp? ????? 多組分薄膜 鋁的電阻率較低 ， 能與硅形成低電阻歐姆接觸 ， 與 SiO2 的粘附性強 ， 容易光刻 ， 容易鍵合 ， 價格低廉 ， 因此在集成電路制造工藝中廣泛采用鋁膜作為互連材料 。 為防止硅向鋁中溶解，可以在鋁中加 ( 1 ~ 2% ) 的硅；為提高鋁膜的抗電遷移能力，可以在鋁中加 4 %的銅，或再加 ( 1 ~ 2% ) 的硅。 但是單純的鋁互連存在硅向鋁中溶解引起 PN 結(jié)穿通 ， 以及抗電遷移能力差的問題 。 蒸發(fā)工藝的主要缺點之一是在對合金和化合物進行蒸發(fā)鍍膜時其組分會發(fā)生變化 。 蒸鍍合金和化合物時 ， 由于 材料中各不同組分在同一溫度下的蒸汽壓不同 ， 使所淀積出來的薄膜的組分可能與蒸發(fā)源的組分不相同 。 a o ba b a bb o apMrRpM? 設(shè) pao、 pbo 為組分 a、 b 在溫度 T 時的平衡蒸汽壓， Ma、 Mb 為 a、 b 的分子量， Rab 為 a、 b 在蒸發(fā)源中的比例，則 a、 b 在蒸鍍所得薄膜中的比例 rab 為 要使薄膜中的組分與蒸發(fā)源中的組分相同，則應(yīng)該滿足 a o ab o bpMpM? 但實際上存在如下問題 在同一溫度下，一般難以恰好滿足上式，這就
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