物理氣相淀積ppt課件(2)-展示頁
2025-05-21 12:31本頁面
【正文】 靶源的要求：各組分蒸汽壓接近； ②多源同時(shí)蒸發(fā)：多種靶源，不同溫度，同時(shí)蒸發(fā)； ③多源順序蒸發(fā)：多種靶源，不同溫度，順序蒸發(fā)， 最后高溫退火。 ﹥﹥ 蒸發(fā)源到放置硅片的基座距離 原子或分子平均自由程 —粒子兩次碰撞之間飛行的平均距離。 ②真空度太低，殘余氣體中的氧和水汽，會(huì)使金屬原子或分子在輸運(yùn)過程中發(fā)生氧化，并使加熱的襯底表面發(fā)生氧化。 凈蒸發(fā)：分壓 ﹤ P 蒸發(fā)溫度 —規(guī)定在 P= 102Pa時(shí)的溫度。 △ H—用來克服凝聚相中原子間的吸引力。 真空蒸發(fā)設(shè)備 ① 真空系統(tǒng) 為蒸發(fā)過程提供真空環(huán)境； ②蒸發(fā)系統(tǒng) 放置蒸發(fā)源的裝置，以及加熱和測溫裝置； ③基板及加熱系統(tǒng) 放置襯底，對(duì)襯底加熱及測溫裝置等。 ② 濺射：優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)成分易控制，淀積薄層與襯底附著性好。第五章 物理氣相淀積 物理氣相淀積 —PVD(physical vapor deposition)—利用某種物理過程（蒸發(fā)或?yàn)R射），實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，即原子或分子由源轉(zhuǎn)移到襯底（硅）表面上，淀積成薄膜。 淀積特點(diǎn)：物理過程 技術(shù)： ①真空蒸發(fā)：優(yōu)點(diǎn)：淀積速率較高，相對(duì)高的真空度，薄膜質(zhì)量較好 缺點(diǎn)：臺(tái)階覆蓋能力差，淀積多元化合金薄膜時(shí)，組分難以控制。 真空蒸發(fā)的基本原理 ? 材料的三態(tài)： solid， liquid， gas； ? 蒸氣：任何溫度下，材料表面都存在蒸氣； ? 蒸氣壓：平衡時(shí)的飽和蒸氣壓； ? 升華：低于熔化溫度時(shí)，產(chǎn)生蒸氣的過程； ? 蒸發(fā)：熔化時(shí)，產(chǎn)生蒸氣的過程； ? 真空蒸發(fā)： 利用蒸發(fā)材料熔化時(shí)產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)行薄膜淀積； ? 優(yōu)點(diǎn)：工藝及設(shè)備簡單，淀積速率快； ? 缺點(diǎn)：臺(tái)階覆蓋差，薄膜與襯底附著力較小，工藝重復(fù)性不夠理想。 蒸發(fā)淀積過程 ①加熱蒸發(fā)：加熱蒸發(fā)源（固態(tài)），產(chǎn)生蒸氣； ②輸運(yùn)：氣化的原子、分子擴(kuò)散到基片表面； ③淀積：氣化的原子、分子在表面凝聚、成核、生長、成膜； 汽化熱和蒸汽壓 汽化熱△ H—使蒸發(fā)源材料的原子或分子克服固相（或液相）的原子束縛而蒸發(fā)到真空中，并形成具有一定動(dòng)能的氣相原子或分子所獲得的能量。 飽和蒸汽壓 P—一定溫度下，真空室內(nèi)蒸發(fā)物質(zhì)的蒸汽與固態(tài)或液態(tài)平衡時(shí)所表現(xiàn)出來的壓力。 真空度與分子平均自由程 高純薄膜淀積必須在高真空度系統(tǒng)中進(jìn)行的理由： ①被蒸發(fā)原子或分子在真空中輸運(yùn)是直線運(yùn)動(dòng)（有效的淀積）。 ③殘余氣體及所含雜質(zhì)原子或分子淀積在襯底上，嚴(yán)重影響淀積薄膜質(zhì)量。 λ =k T2189。 ? 工藝關(guān)鍵：根據(jù)薄膜組分控制各層厚度； 蒸發(fā)源 （按加熱方式分類） ①電阻加熱源 ②電子束加熱源 ③高頻感應(yīng)加熱源 ④激光加熱源 電阻加熱源 —利用電流通過加熱源時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱來加熱蒸發(fā)材料 ? 直接加熱源：加熱體與蒸發(fā)源的載體是同一物體； 加熱體 W、 Mo、石墨。 ： 不產(chǎn)生污染 ①熔點(diǎn)高：高于蒸發(fā)源的蒸發(fā)溫度； ②飽和蒸汽壓低：低于蒸發(fā)源； ③化學(xué)性能穩(wěn)定：不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不形成合金。 “濕潤性” “濕潤性” —指在高溫下，熔化的蒸發(fā)材料在加熱源
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