微細(xì)加工12物理淀積-資料下載頁
2025-01-14 00:19本頁面
【正文】 典型工藝條件 直流電壓： 1 ~ 10 kV 電極間距： 1 ~ 2 cm 氣體： Ar 氣壓： 101 ~ 102 Torr 直流濺射鍍膜的 缺點(diǎn)： (1) 所需氣壓較高，薄膜易受沾污，附著性差； (2) 只能淀積金屬。 改進(jìn)方法： 針對(duì)第 1 條缺點(diǎn)，可以增加一個(gè)發(fā)射電子的熱陰極和一個(gè)勵(lì)磁線圈，以增加電子的碰撞幾率，從而可以降低氣壓，提高膜的質(zhì)量與附著性；針對(duì)第 2 條缺點(diǎn)，可以采用射頻濺射。 二、射頻濺射 直流濺射只能淀積金屬而不能淀積介質(zhì)，這是因?yàn)檗Z擊介質(zhì)靶材的離子的電荷無法泄放。采用射頻濺射可以解決這個(gè)問題，從而能夠淀積包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體和介質(zhì)在內(nèi)的幾乎任何材料。 射頻濺射所用的氣壓為 2 104 Torr，膜的附著性、純度與致密度等都比較好。 特點(diǎn) 入射角為 60o 左右，能使相對(duì)濺射率 US 達(dá)到最大。 離子源與淀積室是分離的，使淀積室的真空度可高達(dá) 10 5 ~ 10 6 Torr，膜的質(zhì)量與附著性更好。 離子槍 靶材 硅片 三、離子束濺射 四、磁控濺射 是高密度等離子濺射的一種 。具體結(jié)構(gòu)很多 ，共同的特點(diǎn)是： 采用正交的電場與磁場，使電子作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，增加碰撞幾率； 陰極靶與硅片架不是平板型而是某種立體結(jié)構(gòu)，增加了產(chǎn)量，并使膜厚均勻； 硅片架和陽極分離，且增加了屏蔽極以吸收二次電子，消除了二次電子對(duì)基片的轟擊。 NS NS 硅片架 陽極 靶陰極 接地屏蔽極 環(huán)形磁鐵 五、反應(yīng)濺射 在 Ar 中混入少量反應(yīng)氣體，使之與從靶中濺射出來的粒子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而淀積出化合物薄膜。反應(yīng)濺射時(shí)，薄膜的組分可以在一個(gè)很大的范圍內(nèi)平滑地控制，驅(qū)動(dòng)等離子體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所需要的能量范圍也相當(dāng)寬，所以可能產(chǎn)生多種化合物。這時(shí)需要選擇淀積條件和淀積后的退火條件，以優(yōu)先形成所希望的化合物。 淀積膜內(nèi)的應(yīng)力 薄膜材料和襯底材料的熱膨脹系數(shù)通常是不同的，當(dāng)在高溫下完成薄膜淀積后回到室溫時(shí)，就會(huì)在薄膜內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力。若薄膜的熱膨脹系數(shù)大于襯底，則在薄膜內(nèi)產(chǎn)生 張應(yīng)力 ；反之則在薄膜內(nèi)產(chǎn)生 壓應(yīng)力 。 如果膜的應(yīng)力太大，膜上可能出現(xiàn) 龜裂 ，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從硅片表面 脫落 。對(duì)于金屬連線，較大的應(yīng)力將導(dǎo)致 空洞 形成，影響金屬連線的可靠性。 薄膜應(yīng)力將導(dǎo)致硅片彎曲。張應(yīng)力使硅片下凹；壓應(yīng)力使硅片上凸。測(cè)量硅片的彎曲量可計(jì)算出應(yīng)力的大小。 在兩層材料之間加 緩沖層 可減小薄膜的應(yīng)力。 小結(jié) 蒸發(fā)：被蒸發(fā)材料在真空室內(nèi)加熱，其原子或分子通過蒸發(fā)離開表面，以直線飛向硅片并淀積到硅片上形成薄膜。加熱方式有電阻加熱、感應(yīng)加熱和電子束加熱，后者可蒸發(fā)難熔金屬，但會(huì)引起輻射損傷。淀積速率主要由材料的蒸汽壓和溫度決定。為改善膜厚的均勻性可采用行星式旋轉(zhuǎn)的硅片架。蒸發(fā)的缺點(diǎn)是臺(tái)階覆蓋差，附著性差，蒸發(fā)時(shí)材料組分會(huì)變化。 濺射：離子對(duì)靶的轟擊引起濺射， 從靶材料濺射出來的粒子在真空中飛向硅片并淀積到硅片上形成薄膜。濺射方法有直流濺射、射頻濺射、離子束濺射、磁控濺射和反應(yīng)濺射等。與蒸發(fā)相比，濺射改善了臺(tái)階覆蓋與附著性，并容易淀積合金與化合物，但淀積速率較低。
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