物理氣相淀積上ppt課件-wenkub.com
2025-01-12 02:42 本頁面
【正文】 3) 用途：經(jīng)常用于制作高熔點(diǎn)的化合物，在空氣或氧氣氛中蒸發(fā) SiO制作 SiO2，在 N2氣氛中蒸發(fā) Zr得到 ZrN薄膜，在 ArN2中得到 AlN薄膜，在CH4氣氛中得到 SiC薄膜等 反應(yīng)蒸發(fā)法示意圖 ?蒸發(fā)工藝的局限性 ?淀積薄膜的速率限制：高速率與均勻性的矛盾 ?淀積薄膜材料純度的限制 ?淀積薄膜臺(tái)階覆蓋性的限制 當(dāng)表面吸附原子移動(dòng)率低時(shí)，陰影效應(yīng)會(huì)造成嚴(yán)重的臺(tái)階覆蓋問題。因此坩鍋選用和蒸發(fā)材料反應(yīng)最小的材料；蒸發(fā)源一次裝料，無需送料機(jī)構(gòu)，溫度控制容易，操作簡單。 ?目前 e型槍已經(jīng)取代了直槍和環(huán)形槍。不僅可以得到高的能量密度而且易于控制，應(yīng)用較為方便， 缺點(diǎn)是體積大、成本高、蒸發(fā)材料會(huì)污染槍體， 可以采用在電子束出口設(shè)置偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ，如下圖，并在燈絲部位設(shè)置獨(dú)立的抽氣系統(tǒng)，不但避免了燈絲對(duì)膜層的污染而且可以延長槍的壽命。 6) 電子束蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)形式： 環(huán)形槍、直槍（皮爾斯槍）、e型槍和空心陰極電子槍等幾種 。如蒸發(fā) W、 Mo、 Ge、 SiO Al2O3等。 各種形狀的電阻式蒸發(fā)源 ?電子束式蒸發(fā) 1) 隨著薄膜技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電阻式蒸發(fā)不能滿足蒸鍍某些 難熔金屬和氧化物材料 的要求，特別是制膜純度很高的需求，于是發(fā)展了電子束蒸發(fā)。 2c o sc o sRk????241Rk??? 至此淀積速率的公式為： 其中， 是淀積材料的質(zhì)量密度， Rd的單位是： m/s 影響淀積速率的主要參數(shù)： 1) 被蒸發(fā)材料本身的性質(zhì) 2) 淀積溫度：溫度越高，飽和蒸氣壓越高 3) 真空室和坩鍋的幾何形狀 ? ?22 42 rATPkMRkR eMNd????????常用蒸發(fā)系統(tǒng) ?分類：主要有電阻式蒸發(fā) 、 高頻感應(yīng)式蒸發(fā)和電子束蒸發(fā) 1) 電阻式蒸發(fā)原理 ：采用鉭、鉬、鎢等高熔點(diǎn)金屬，做成適當(dāng)形狀的蒸發(fā)源，其上裝入待蒸發(fā)材料，讓電流通過，對(duì)材料進(jìn)行直接加熱蒸發(fā)，或者把蒸發(fā)材料放入 陶瓷或氧化鈹坩鍋 中進(jìn)行直接加熱。 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(duì)應(yīng)一定的物質(zhì)溫度 。 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 。 ?特點(diǎn)：設(shè)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(jī)理單純 。 蒸發(fā)工藝 在半導(dǎo)體制造的早期 ， 所有金屬層都是通過蒸發(fā)方法淀積的 。 ? 任何方法都有一定的測(cè)量范圍，這個(gè)范圍就是該真空計(jì)的 量程 。 ? 分子泵 動(dòng)量傳輸作用： 當(dāng)氣體分子碰撞到高速移動(dòng)的固體表面時(shí)，總會(huì)在表面停留很短的時(shí)間，并且在離開表面時(shí)將獲得與固體表面速率相近的 相對(duì)切向速率 ，這就是動(dòng)量傳輸作用。如此循環(huán)。 ? 擴(kuò)散泵：利用被抽氣體向蒸氣流擴(kuò)散的現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)排氣作用的。如此不斷進(jìn)行吸氣、壓縮和排氣，于是和機(jī)械泵連接的真空容器便獲得了真空。 1) 旋片式機(jī)械泵：定子、旋片和轉(zhuǎn)子組成。 ? 次級(jí)泵：只能從較低壓力抽到更低壓力的真空泵稱為次級(jí)泵。每個(gè)分子在連續(xù)兩次碰撞之間的路程稱為 “ 自由程 ” －－其統(tǒng)計(jì)平均值稱為平均自由程。 ?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 ：在溫度為 20℃ ，相對(duì)濕度為 60％時(shí)的大氣壓強(qiáng)， 1 atm＝ 101325Pa＝ ＝ 760torr， ?壓強(qiáng)單位 ： 帕斯卡 (Pa)：國際單位制壓強(qiáng)單位， 1Pa=1N/m2 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ atm）： 1 atm＝ 101325Pa 乇
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