物理氣相淀積上ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 02:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的蒸氣壓。 4) 油蒸氣向著真空室的返擴散會造成膜層污染，因此常在進氣口 安裝水冷擋板或液氮冷阱 來降低返油率。 ? 分子泵 動量傳輸作用： 當氣體分子碰撞到高速移動的固體表面時，總會在表面停留很短的時間，并且在離開表面時將獲得與固體表面速率相近的 相對切向速率 ，這就是動量傳輸作用。 1) 渦輪分子泵： 靠高速轉(zhuǎn)動的轉(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械式真空泵。 2) 分子泵主要特點：啟動迅速、噪聲小、運行平穩(wěn)、抽速大、不需要任何工作液體。 1外殼 2定子 3轉(zhuǎn)子 渦輪分子泵 渦輪分子泵葉片 ? 真空的測量 ： ? 為了判斷和檢定真空系統(tǒng)所達到的真空度，必須對真空容器內(nèi)的壓強進行測量，真空環(huán)境壓強低，直接測壓力極不容易，都是利用 測量在低氣壓下和壓強有關(guān)的某些物理量 ，再經(jīng)過變換后確定容器的壓強。 ? 任何方法都有一定的測量范圍，這個范圍就是該真空計的 量程 。目前還沒有一種真空計能夠測量從大氣到10－ 10Pa的整個領域的真空度。 ? 真空計有 :電容壓力計、熱傳導規(guī)表（低中真空）、離子規(guī)表（高真空） ? 熱偶真空計：直接用熱電偶測量熱絲溫度的真空計，應用廣泛。 ? 電離真空計：目前測高真空的主要儀器，利用氣體分子電離的原理測量真空度。 蒸發(fā)工藝 在半導體制造的早期 ， 所有金屬層都是通過蒸發(fā)方法淀積的 。 為了獲得更好的臺階覆蓋 、 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)領域濺射已取代蒸發(fā) 。 ?原理 ：在真空室中加熱蒸發(fā)容器 （ 坩鍋 ） 中待蒸發(fā)的原材料 ，使其原子和分子從表面氣化溢出 ， 形成蒸氣流 ， 入射到固體（ 稱為襯底或基片 ） 表面 ， 凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的方法 ， 也稱熱蒸發(fā)法 。 ?分類：該法的改進主要在 蒸發(fā)源 上 ， 主要有電阻式蒸發(fā) 、 高頻感應式蒸發(fā)和電子束蒸發(fā) 。 ?特點：設備簡單 、 操作容易 ， 制成的薄膜純度高 、 質(zhì)量好 ， 成模速率快 、 效率高 ， 薄膜生長機理單純 。 ?缺點：不容易獲得 結(jié)晶結(jié)構(gòu)薄膜 、 薄膜和基板的附著力小 、 工藝重復性不好 ， 不能產(chǎn)生臺階覆蓋； 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 。 ? 原理示意圖 ： ? 組成： 1) 真空室 ：提供真空環(huán)境 2) 蒸發(fā)源或蒸發(fā)源加熱器 ：放置蒸發(fā)材料并對其進行加熱 3) 基板（襯底材料） ：用于接收蒸發(fā)物質(zhì)并在其表面形成固體薄膜 4) 基板加熱器及其測溫裝置 5) 基板旋轉(zhuǎn)裝置 機械泵 高真空閥 高真空泵 工藝腔 (鐘罩 ) 坩鍋 蒸發(fā)金屬 載片盤 蒸發(fā)系統(tǒng) ? 蒸發(fā)過程 1) 加熱蒸發(fā)過程：包括由凝聚相變?yōu)闅庀?（ 固相或液相 氣相的相變過程 ） ， 每種蒸發(fā)物質(zhì)在不同的溫度下有不同的蒸氣壓 。 2) 氣化分子或原子在蒸發(fā)源與基片之間的輸運 ， 即這些粒子在環(huán)境氣氛中的飛行過程 。 飛行中真空室內(nèi)殘余氣體分子碰撞的次數(shù) ， 取決于蒸發(fā)原子的平均自由程 ， 以及源－基距 （ 蒸發(fā)源到基片的距離 ） 3) 蒸發(fā)原子或分子在基片表面的淀積過程 ， 即蒸氣凝聚 、 成核 、 核生長 、 形成連續(xù)薄膜 。 基板溫度遠低于蒸發(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 。 上述過程都必須在真空環(huán)境下進行 ， 否則蒸發(fā)原子或分子將和大量空氣分子相互碰撞 。 1) 飽和蒸氣壓：在一定溫度下 ， 真空室內(nèi)蒸發(fā)物質(zhì)的蒸氣與固體或液體平衡過程中所表現(xiàn)出的壓力稱為 飽和蒸氣壓 。 物質(zhì)的飽和蒸氣壓 隨溫度的上升而增大 ， 在一定溫度下 ， 各種物質(zhì)的飽和蒸氣壓不相同 ， 且具有恒定的數(shù)字 ， 相反一定的飽和蒸氣壓必定對應一定的物質(zhì)溫度 。 常用材料的飽和蒸氣壓 ?蒸發(fā)速率 2) 蒸發(fā)速率取決于離開蒸發(fā)源的材料有多少；到達基板材料有多少
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