黑龙江叉指电极真空镀膜技术 广东省科学院半导体研究所供应

化学气相沉积技术是把含有构成薄膜元素的单质气体或化合物供给基体，借助气相作用或基体表面上的化学反应，在基体上制出金属或化合物薄膜的方法，主要包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积和兼有CVD和PVD两者特点的等离子化学气相沉积等。物理的气相沉积技术具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材普遍、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点。同时，黑龙江叉指电极真空镀膜技术，物理的气相沉积技术由于其工艺处理温度可控制在500℃以下。PECVD主要由工艺管及加热炉，黑龙江叉指电极真空镀膜技术、推舟系统、气路系统、电气系统，黑龙江叉指电极真空镀膜技术、计算机系统、真空系统6大部分组成。黑龙江叉指电极真空镀膜技术

薄膜应力的起源是薄膜生长过程中的某种结构不完整性(杂质、空位、晶粒边界、错位等)、表面能态的存在、薄膜与基底界面间的晶格错配等磁控溅射由于其内部电场的存在，还可在衬底端引入一个负偏压，使溅射速率和材料粒子的方向性增加。所以磁控溅射常用来沉积TSV结构的阻挡层和种子层，通过对相关参数的调整和引入负偏压，可以实现高深宽比的薄膜溅射，且深孔内壁薄膜连续和良好的均匀性。通过PVD制备的薄膜通常存在应力问题，不同材料与衬底间可能存在压应力或张应力，在多层膜结构中可能同时存在多种形式的应力。黑龙江叉指电极真空镀膜技术利用PECVD生长的氮化硅薄膜可在低温下成膜。

等离子可在接近基片的周围被激发(近程等离子法)。而对于半导体硅片等敏感型基材，辐射和离子轰击可能损坏基材。另一方面，在远程等离子法中，等离子体与基材间设有空间隔断。隔断不仅能够保护基材，也允许激发混合工艺气体的特定成分。然而，为保证化学反应在被活动的粒子真正抵达基材表面时才开始进行，需精心设计工艺过程。在等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺中，由等离子体辅助化学反应过程。在等离子体辅助下，200 到500°C的工艺温度足以实现成品膜层的制备，因此该技术降低了基材的温度负荷。

在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场的作用下较终沉积在衬底上。由于该电子的能量很低，传递给衬底的能量很小，致使衬底温升较低。磁控溅射的工作原理是指电子在外加电场的作用下，在飞向衬底过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向衬底，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。PECVD生长氧化硅薄膜是一个比较复杂的过程。

针对PVD制备薄膜应力的解决办法主要有：1.提高衬底温度，有利于薄膜和衬底间原子扩散，并加速反应过程，有利于形成扩散附着，降低内应力；2.热退火处理，薄膜中存在的各种缺陷是产生本征应力的主要原因，这些缺陷一般都是非平衡缺陷，有自行消失的倾向，但需要外界给予活化能。对薄膜进行热处理，非平衡缺陷大量消失，薄膜内应力卓著降低；3.添加亚层控制多层薄膜应力，利用应变相消原理，在薄膜层之间再沉积一层薄膜，控制工艺使其呈现与结构薄膜相反的应力状态，缓解应力带来的破坏作用，整体上抵消内部应力。等离子体化学气相沉积法使局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强。安徽等离子体增强气相沉积真空镀膜服务

磁控溅射主要利用辉光放电将氩气离子撞击靶材表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。黑龙江叉指电极真空镀膜技术

电子束蒸发法是真空蒸发镀膜中常用的一种方法，是在高真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发材料，使蒸发材料气化并向衬底输运，在基底上凝结形成薄膜的方法。在电子束加热装置中，被加热的材料放置于水冷的坩埚当中，可避免蒸发材料与坩埚壁发生反应影响薄膜的质量，因此，电子束蒸发沉积法可以制备高纯薄膜。LPCVD反应的能量源是热能，通常其温度在500℃-1000℃之间，压力在0.1Torr-2Torr以内，影响其沉积反应的主要参数是温度、压力和气体流量，它的主要特征是因为在低压环境下，反应气体的平均自由程及扩散系数变大，膜厚均匀性好、台阶覆盖性好。目前采用LPCVD工艺制作的主要材料有：多晶硅、单晶硅、非晶硅、氮化硅等。黑龙江叉指电极真空镀膜技术

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